[0001] Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Automatisierungssystem und ein
Verfahren zur Montage eines Steuerungssystems.
[0002] Die Patentanmeldung beansprucht die Priorität der
deutschen Patentanmeldung 10 2018 129 835.8 vom 26. November 2018 mit dem Titel "Steuerungssystem, Kopplermodul und Verfahren
zur Montage eines Steuerungssystems", deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug
aufgenommen wird.
[0003] In der Automatisierungstechnik werden industrielle Steuerungssysteme zur Anlagen-,
Maschinen- und Prozesssteuerung verwendet, beispielsweise um Fertigungsprozesse oder
Verpackungsprozesse zu steuern und zu überwachen. Ein industrielles Steuerungssystem
weist im Allgemeinen eine Feldebene mit Feldgeräten und eine Steuerebene mit Steuergeräten
auf. Als Feldgeräte werden bei der industriellen Prozessautomation unter anderem Aktoren,
wie Antriebe oder Ventile, und Messwertgeber, wie Kodierer und Sensoren, eingesetzt.
[0004] Die Steuerebene umfasst unter anderem Geräte zur Programmierung, Steuerung, Überwachung
und Visualisierung der auszuführenden Prozesse. Hier werden in der Regel speicherprogrammierbare
Steuerungen oder Steuerungsrechner, etwa Industrie-PCs, eingesetzt. Ein Steuerungsrechner
kann beispielsweise als Prozessleitrechner in einer Fertigungsstraße verwendet werden.
[0005] Zur Kommunikation zwischen Steuerebene und Feldebene werden üblicherweise Feldbussysteme
eingesetzt, die Kommunikationsdaten über ein Datennetzwerk übertragen. Bei den Kommunikationsdaten
kann es sich unter anderem um Steuerbefehle zur Ansteuerung von Feldgeräten oder auch
um Messdaten handeln. Die Messdaten können beispielsweise auf Messgrößen basieren,
die zuvor von einem Feldgerät erfasst worden sind. Feldbussysteme setzen verschiedene
Protokolle zur Datenübertragung ein. Ein mögliches Datenübertragungsprotokoll ist
das EtherCAT-Protokoll, welches eine echtzeitfähige Kommunikation über ein Ethernet-Netzwerk
ermöglicht und in der Norm IEC 61158 spezifiziert wird. Bei einer Datenübertragung
nach dem EtherCAT-Standard werden Datentelegramme zur Übertragung der Kommunikationsdaten
verwendet. Die Datentelegramme enthalten Steuerdaten, welche die Verteilung und Verarbeitung
der Datentelegramme in dem Feldbussystem regeln, und Nutzdaten, welche unter anderem
die Kommunikationsdaten umfassen.
[0006] Feldbussysteme können in verschiedenen Netzwerktopologien ausgeführt sein, welche
die Anordnung der einzelnen Busteilnehmer innerhalb des Feldbussystems beschreiben.
Bei einer Ringtopologie sind alle Busteilnehmer nacheinander in Reihe verbunden. Datenpakete
mit den Kommunikationsdaten durchlaufen ausgehend von einem ersten Busteilnehmer der
Reihe nach alle anderen Busteilnehmer, welche Kommunikationsdaten mit den Datenpaketen
austauschen können. Anschließend werden die Datenpakete wieder an den ersten Busteilnehmer
zurückgesendet. Eine Variante der Ringtopologie ist die Linientopologie, welche einen
geöffneten Ring darstellt. Nachdem die Datenpakete alle Busteilnehmer der Reihe nach
durchlaufen haben, werden die Datenpakete in umgekehrter Richtung über die Busteilnehmer
an den ersten Busteilnehmer zurückgesendet. Der erste Busteilnehmer ist in der Regel
ein Gerät der Steuerebene, etwa ein Steuerrechner.
[0007] Ein echtzeitfähiges Feldbussystem in Linientopologie kann mittels des EtherCAT-Standards
realisiert werden, welcher in der Norm IEC 61158 beschrieben wird. Auf der Bitübertragungsschicht
kann beim EtherCAT-Standard unter anderem der Ethernet-Standard oder der E-Busstandard,
welcher auf Low-Voltage-Differential-Signaling basiert, eingesetzt werden. Bei LVDS
handelt es sich um eine leiter- bzw. kabelgebundene Übertragungstechnik, welche differentielle
Spannungspegel zur Datenübertragung nutzt und in der Norm ANSI/TIA/EIA-644-1995 spezifiziert
ist. Die Datenübertragung basiert bei E-Bussystemen auf einem von einer Konstantstromquelle
erzeugten Stromfluss durch eine zweiadrige Übertragungsleitung, wobei binäre Logikwerte
durch die Stromflussrichtung repräsentiert werden. Die Impedanz der Übertragungsleitung
beträgt in der Regel etwa 100-120 Ohm. Mittels LVDS können Datenraten von mehreren
100 MBit/s oder einigen GBit/s realisiert werden. Zur Datenübertragung der Kommunikationsdaten
werden bei einem E-Bussystem Datentelegramme eingesetzt, welche die EtherCAT-Datentelegramme
verkapseln.
[0008] Die unterschiedlichen, zur Prozesssteuerung eingesetzten Feldgeräte wie Antriebe
oder Sensoren verfügen in der Regel nicht über eine eigene, integrierte Schnittstelle
zum Feldbus. Sie werden damit nicht direkt über die digitalen Kommunikationsdaten
angesteuert, sondern senden oder empfangen digitale oder analoge Feldsignale. Bei
den Feldsignalen kann es sich beispielsweise um analoge oder digitale Spannungspegel
handeln. Entsprechend verfügen die einzelnen Feldgeräte in der Regel über einen oder
mehrere digitale oder analoge Ein- und Ausgänge. Sind die Feldgeräte als Motoren oder
Antriebe ausgebildet, können diese auch über geregelte Ströme angesteuert werden,
die unter Umständen auch hohe Antriebsleistungen übertragen können.
[0009] Zur Umsetzung der Kommunikationsdaten in die Feldsignale werden in der Regel Steuerungsmodule
eingesetzt. Die Steuerungsmodule sind sowohl über das Feldbussystem mit den Geräten
der Steuerebene verbunden, als auch über Feldsignalleitungen mit den Feldgeräten.
Die Steuerungsmodule können als digitale oder analoge Eingangsmodule bzw. als digitale
oder analoge Ausgangsmodule ausgebildet sein ausgebildet sein.
[0010] Handelt es sich um Ausgangsmodule, so empfangen die Steuerungsmodule Steuerbefehle
von den Geräten der Steuerebene als Kommunikationsdaten über das Feldbussystem. Die
Ausgangsmodule erzeugen auf Grundlage der Steuerbefehle ausgehende Feldsignale, welche
unter anderem aus analogen oder digitalen Spannungssignalen oder geregelten Strömen
bestehen können. Die Feldsignale werden über Ausgangsanschlüsse der Steuerungsmodule
ausgegeben. Die ausgehenden Feldsignale werden anschließend über die Feldsignalleitungen
an die Feldgeräte übertragen. Die ausgehenden Feldsignale können unter anderem der
Ansteuerung von Antrieben, Motoren oder Ventilen dienen.
[0011] Handelt es sich bei den Steuerungsmodulen um Eingangsmodule, so empfängt das Steuerungsmodul
eingehende Feldsignale, welche unter anderem aus analogen oder digitalen Spannungs-
oder Stromsignalen bestehen können. Das Eingangsmodul wandelt die Feldsignale in Kommunikationsdaten
um, welche etwa gemessene Spannungs- oder Stromwerte repräsentieren können. Anschließend
kann das Steuerungsmodul die Kommunikationsdaten über das Feldbussystem an die Geräte
der Steuerebene, beispielsweise an einen Steuerungsrechner, übertragen.
[0012] Die Steuerungsmodule stellen typischerweise mehrere Anschlüsse für die Feldsignale
zur Verfügung. Dabei kann ein Steuerungsmodul nur Anschlüsse einer Art aufweisen,
etwa nur Eingangsanschlüsse oder nur Ausgangsanschlüsse bzw. nur digitale oder nur
analoge Anschlüsse. Werden für den Betrieb eines Feldgeräts sowohl analoge wie auch
digitale Feldsignale benötigt, oder werden für den Betrieb eines Feldgeräts sowohl
Ein- als auch Ausgänge benötigt, so werden üblicherweise die entsprechenden Signalleitungen
an mehrere unterschiedliche Steuerungsmodule angeschlossen. Die für ein Feldgerät
oder für eine Gruppe von Feldgeräten benötigten Signalleitungen von unterschiedlichen
Steuerungsmodulen können zu Signalleitungssträngen zusammengefasst werden. Die einzelnen
Signalleitungsstränge werden dann zu den verschiedenen Feldgeräten verlegt. Das Zusammenfassen
der einzelnen Signalleitungen zu feldgerätespezifischen Signalleitungssträngen wird
auch als Signalrangierung bezeichnet.
[0013] Aus der
DE 20 2014 101 491 U1 ist ein busfähiges aneinanderreihbares Anschluss- und/oder Funktionsmodul zur Steuerung
und/oder Überwachung technischer Prozesse mit einem blockartigen Aufbau bekannt.
[0015] Aus der
DE 10 2014 118 389 A ist ein Automatisierungsgerät mit einem Hauptmodul und einem austauschbaren Anschlussmodul
bekannt.
[0016] Aus der
US 6,456,495 B1 ist eine Logiksteuerung, die aus in sich geschlossenen Gerätemodulen besteht, bekannt.
Die Gerätemodule sind auf eine DIN-Schiene gesteckt.
[0017] Aus
DE 10 2014 111 031 A1 ist ein Steuerungssystem mit einer Koppeleinheit und einem Koppelmodul bekannt, wobei
das Koppelmodul einen ersten Modulanschluss und eine Modulkodiereinrichtung aufweist.
Das Koppelmodul weist einen Koppelanschluss und eine Koppelkodiereinrichtung auf,
wobei der erste Modulanschluss den Koppelanschluss der Koppeleinheit kontaktiert.
Die Modulkodiereinrichtung ist benachbart zum ersten Modulanschluss angeordnet, wobei
die Modulkodiereinrichtung in Verbindung mit der Koppelkodiereinrichtung der Koppeleinheit
einen an der Koppeleinheit anschließbaren Typs des Moduls festlegt. Die Koppeleinheit
weist eine anwendungsspezifisch individuell für das Steuerungssystem gefertigte Leiterkarte
auf, in der die Modulkodiereinrichtung integriert ist.
[0018] Nachteilig bei dieser Ausgestaltung des Steuerungssystems ist, dass keine Anbindungsmöglichkeit
gegeben ist, um flexibel die Koppeleinheit zu erweitern. Ferner ist bei der offenbarten
Ausgestaltung der Koppeleinheit ein Steuermodul über ein Datenkabel mit dem Koppelmodul
verbunden. Das Steuerungssystem kann daher nicht vollständig vor Einbau in ein Automatisierungssystem
auf Funktionsfähigkeit getestet werden, sodass das Automatisierungssystems zum Einbau
für eine längere Zeit stillsteht.
[0019] Ein weiteres Steuerungssystem mit einer applikationsspezifischen Koppeleinheit ist
beispielsweise auch aus
DE 10 2014 111 030 B4 bekannt.
[0020] Ferner ist aus
DE 200 09 207 U1 eine Einrichtung zur Signalübertragung zwischen einem Automatisierungsgerät und einem
Feldgerät mit einer Trägerplatte und daran aufsteckbaren Modulen bekannt.
[0021] Ferner ist aus
US 3 566 190 A eine Kontrolleinrichtung mit einer Vielzahl von elektrischen Kontrollmodulen bekannt.
[0022] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein flexibel erweiterbares und schnell in ein Automatisierungssystem
einbaubares Steuerungssystem, ein verbessertes Kopplermodul und ein verbessertes Verfahren
zur Montage solch eines Steuerungssystems für ein Automatisierungssystem bereitzustellen.
[0023] Diese Aufgabe wird mittels eines Steuerungssystems gemäß Patentanspruch 1 und einem
Verfahren gemäß Patentanspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den
abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0024] Ein flexibel erweiterbares Steuerungssystem zur Steuerung eines Automatisierungssystems
kann dadurch bereitgestellt werden, dass das Steuerungssystem eine Signalübertragungsplatte,
eine Hutschiene, wenigstens eine erste Kontakteinrichtung und wenigstens eine zweite
Kontakteinrichtung aufweist, wobei die erste Kontakteinrichtung und die zweite Kontakteinrichtung
an der Signalübertragungsplatte versetzt zueinander angeordnet sind und die Signalübertragungsplatte
die erste Kontakteinrichtung mit der zweiten Kontakteinrichtung zur Übertragung zumindest
von Daten elektrisch verbindet. Die Hutschiene ist mechanisch an der Signalübertragungsplatte
befestigt. An der Hutschiene ist ein erstes Kopplermodul mechanisch befestigbar. Die
erste Kontakteinrichtung ist ausgebildet, ein Signalverarbeitungsmodul oder ein zweites
Kopplermodul elektrisch zu kontaktieren, wobei die erste Kontakteinrichtung mit einem
Feldgerät elektrisch verbindbar ist.
[0025] Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei Ausgestaltung der Signalübertragungsplatte
als applikationsspezifische Leiterkarte das Steuerungssystem flexibel durch das an
der Hutschiene anordnenbare erste Kopplermodul und gegebenenfalls durch weitere an
der Hutschiene anordnenbaren Module erweiterbar ist. Ferner können durch die direkte
Anordnung der Hutschiene an der Signalübertragungsplatte die auf die Signalübertragungsplatte
wirkenden Kräfte gering gehalten werden. Dadurch wird eine Durchbiegung der Signalübertragungsplatte
im Wesentlichen vermieden.
[0026] In einer weiteren Ausführungsform weist die Signalübertragungsplatte eine Leiterplatte
auf, wobei die Leiterplatte wenigstens eine Leiterplattenschicht mit einem elektrisch
isolierenden Werkstoff aufweist. Das elektrisch isolierende Material weist vorzugsweise
einen faserverstärkten Kunststoff auf. Die Leiterplatte weist wenigstens eine auf
der Leiterplattenschicht angeordnete Leiterbahnlage aus einem elektrisch leitfähigen
Material auf, wobei die Leiterplattenschicht ausgebildet ist, mechanische Kräfte aus
der Hutschiene abzustützen und die Leiterbahnlage ausgebildet ist, elektrisch die
erste Kontakteinrichtung mit der zweiten Kontakteinrichtung zu verbinden.
[0027] In einer weiteren Ausführungsform weist die Leiterplatte mehrere Leiterplattenschichten
auf, wobei zwischen den Leiterplattenschichten jeweils eine Leiterbahnlage aus einem
elektrisch leitfähigen Material angeordnet ist, wobei die Leiterbahnlage und die Leiterplattenschichten
abwechselnd in einem Stapel angeordnet sind. Dadurch wird eine hohe mechanische Steifigkeit
und Tragfähigkeit gewährleistet. Ferner können die Kontakteinrichtungen gut elektrisch
miteinander verbunden sein.
[0028] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuerungssystem ein erstes Kopplermodul
mit einem ersten Gehäuse, einer dritten Kontakteinrichtung und einem ersten lösbaren
Verbindungsmittel auf, wobei an einer ersten Gehäuserückseite des ersten Gehäuses
eine erste Aussparung angeordnet ist, in die die Hutschiene eingreift. Das erste Verbindungsmittel
ist mit dem ersten Gehäuse verbunden und ausgebildet, zur zerstörungsfrei reversibel
lösbaren Befestigung des ersten Gehäuses an der Hutschiene in die Hutschiene einzugreifen.
Die dritte Kontakteinrichtung ist an dem ersten Gehäuse angeordnet und zur Datenübertragung
ausgebildet. Dadurch kann das erste Kopplermodul besonders einfach ohne Spezialwerkzeug
montiert und demontiert werden. Das Kopplermodul kann beispielsweise Daten unterschiedlichen
Telegrammtyps oder unterschiedlicher Signaldarstellung umsetzen. Insbesondere eignet
sich das Kopplermodul beispielsweise im Durchlauf von einem ersten Telegrammtyp, einer
ersten Signaldarstellung, beispielsweise von Ethernet-10-Base-TX auf einen zweiten
Telegrammtyp, eine zweite Signaldarstellung, beispielsweise eine E-Bus-Signaldarstellung,
umzusetzen.
[0029] Von besonderem Vorteil ist, wenn die dritte Kontakteinrichtung an der ersten Gehäuserückseite
versetzt in einer Richtung senkrecht zu einer Längserstreckung der ersten Aussparung
zu dem ersten Verbindungsmittel angeordnet ist.
[0030] In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Kopplermodul an einer ersten Gehäuseseitenfläche
des ersten Gehäuses eine erste Datenkontakteinrichtung auf, wobei vorzugsweise die
erste Gehäuseseitenfläche senkrecht zu der Signalübertragungsplatte angeordnet ist,
wobei die erste Datenkontakteinrichtung mit der dritten Kontakteinrichtung zur Datenübertragung
gekoppelt ist.
[0031] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuerungssystem einen an der Signalübertragungsplatte
angeordneten Energieversorgungsanschluss auf, wobei die Signalübertragungsplatte elektrisch
den Energieversorgungsanschluss mit der zweiten Kontakteinrichtung verbindet. Das
zweite Kopplermodul kontaktiert elektrisch die zweite Kontakteinrichtung zur Datenübertragung
und zur Energieversorgung des zweiten Kopplermoduls. Dadurch kann das zweite Kopplermodul
besonders einfach versorgt werden ohne dass weitere Kontakteinrichtungen hierfür notwendig
sind. Ferner kann der Energieversorgungsanschluss auch mit der ersten Kontakteinrichtung
verbunden sein, sodass über die Signalübertragungsplatte Sensoren und/oder Aktoren
mit elektrischer Energie, die vom Versorgungsanschluss bereitgestellt wird, versorgbar
sind.
[0032] In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Kopplermodul an der ersten Gehäuseseitenfläche
wenigstens einen ersten Energieversorgungskontakt und wenigstens einen zweiten Energieversorgungskontakt
auf, wobei der erste Energieversorgungskontakt mit einem ersten Pol einer Gleichspannungsquelle
und der zweite Energieversorgungskontakt mit einem zweiten Pol der Gleichspannungsquelle
direkt oder indirekt verbindbar ist, wobei der erste Energieversorgungskontakt mit
einem ersten Kontaktelement der dritten Kontakteinrichtung und der zweite Energieversorgungskontakt
mit einem zweiten Kontaktelement der dritten Kontakteinrichtung zur Übertragung von
Versorgungsenergie an die Signalübertragungsplatte elektrisch verbunden ist. Dadurch
kann die Energieversorgung des ersten Kopplermoduls und der Signalübertragungsplatte
auf einfache Weise ohne weitere Mittel bereitgestellt werden.
[0033] In einer weiteren Ausführungsform ist der erste elektrische Energieversorgungskontakt
und/oder der zweite elektrische Energieversorgungskontakt plattenförmig ausgebildet
und ragt über die erste Gehäuseseitenfläche heraus. Der erste Energieversorgungskontakt
und/oder der zweite Energieversorgungskontakt ist mit einer ersten langen Seite senkrecht
zur Signalübertragungsplatte ausgerichtet. Dadurch kann eine Kontaktierung zu einem
weiteren Modul durch den ersten und/oder zweiten Energieversorgungskontakt während
einer Montage der Module in der Montagebewegung erfolgen.
[0034] In einer weiteren Ausführungsform weist die dritte Kontakteinrichtung wenigstens
ein drittes Kontaktelement auf, wobei das dritte Kontaktelement zur Datenübertragung
mit der ersten Datenkontakteinrichtung gekoppelt ist. Dadurch werden mittels der dritten
Kontakteinrichtung sowohl Daten als auch elektrische Energie zur Energieversorgung
des ersten Kopplermoduls und/oder des Signalverarbeitungsmoduls übertragen.
[0035] Die Signalübertragungsplatte weist auf einer Plattenvorderseite einen ersten Plattenbereich,
einen zweiten Plattenbereich und einen dritten Plattenbereich auf, wobei die Plattenbereiche
aneinander angrenzend angeordnet sind. Im ersten Plattenbereich ist die Hutschiene
angeordnet. Im zweiten Plattenbereich sind mehrere, vorzugsweise identisch zueinander
ausgebildete zweite Kontakteinrichtungen und im dritten Plattenbereich sind mehrere,
erste Kontakteinrichtungen angeordnet. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das
Steuerungssystem mit mehreren Feldgeräten gleichzeitig verbunden sein kann. Ferner
können im zweiten Plattenbereich mehrere Signalverarbeitungsmodule angeordnet werden,
die in Abhängigkeit von den Feldgeräten bereitgestellten Daten oder zu bearbeitenden
Daten verarbeiten können. Dadurch kann das Steuerungssystem besonders einfach an das
Automatisierungssystem angepasst werden.
[0036] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuerungssystem ein zweites Kopplermodul
auf, wobei das zweite Kopplermodul mittels eines Befestigungsmittels mechanisch mit
der Signalübertragungsplatte verbunden ist. Das zweite Kopplermodul ist elektrisch
mit der dritten Kontakteinrichtung des ersten Kopplermoduls zur Datenübertragung,
vorzugsweise mittels eines Datenkabels, verbunden. Mittels der beiden Kopplermodule
kann das Steuerungssystem auf einfache Weise zur Ansteuerung weiter Feldgeräte, beispielsweise
mit E-Bus-Signaldarstellung, erweitert werden.
[0037] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuerungssystem eine an der Signalübertragungsplatte
angeordnete vierte Kontakteinrichtung auf, wobei die Signalübertragungsplatte zumindest
zur Datenübertragung die vierte Kontakteinrichtung mit der ersten Kontakteinrichtung
und/oder der zweiten Kontakteinrichtung elektrisch verbindet. Die vierte Kontakteinrichtung
ist benachbart zu der Hutschiene auf einer zur Hutschiene zugewandten Plattenvorderseite
der Signalübertragungsplatte angeordnet, wobei die dritte Kontakteinrichtung auf einer
zur Signalübertragungsplatte zugewandten Gehäuserückseite des ersten Gehäuses angeordnet
ist und die dritte Kontakteinrichtung des ersten Kopplermoduls die vierte Kontakteinrichtung
zur Datenübertragung und/oder zur Energieübertragung elektrisch kontaktiert. Dadurch
kann beim Aufstecken des ersten Kopplermoduls auf die Hutschiene die elektrische Verbindung
zwischen Signalübertragungsplatte und erstem Kopplermodul erstellt werden, sodass
in der Montage eine Anzahl von Arbeitsschritten besonders gering ist. Ferner wird
in Querrichtung die Anordnung des ersten Kopplermoduls durch die dritte und vierte
Kontakteinrichtung definiert festgelegt, sodass eine Positionierung des ersten Kopplermoduls
an der Hutschiene besonders einfach erfolgt.
[0038] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuerungssystem ein Steuermodul auf,
wobei das Steuermodul wenigstens eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines Steuerverfahrens,
ein die Steuereinrichtung aufnehmendes Steuergehäuse und ein reversibel lösbares weiteres
Verbindungsmittel aufweist, wobei das Steuermodul auf der Hutschiene montiert ist,
wobei das weitere Verbindungsmittel mit dem Steuergehäuse verbunden und ausgebildet
ist, die Hutschiene zur zerstörungsfrei reversiblen lösbaren Befestigung des Steuergehäuses
an der Hutschiene bereichsweise zu hintergreifen. Dadurch wird ein besonders kompaktes
Steuerungssystem bereitgestellt, das flexibel erweiterbar ist und vorab getestet werden
kann, um bei einem späteren Zeitpunkt optimal als gesamte Einheit in das Automatisierungssystem
eingebaut zu werden. Das Steuermodul kann dabei beispielsweise als Hutschienen-PC,
insbesondere als Industrie-PC integriert in das als Hutschienengehäuse ausgebildete
Steuergehäuse, ausgebildet sein. Durch die Ankopplung des Steuermoduls an das erste
Kopplermodul kann auf zusätzliche Verlängerungs(-koppel-)module verzichtet werden.
Auch kann das Steuermodul um wenigstens ein Klemmenmodul, beispielsweise mit EtherCAT-Klemmen,
direkt erweitert werden.
[0039] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuergehäuse an einer der ersten Gehäuseseitenfläche
des ersten Gehäuses zugewandten ersten Steuergehäuseseitenfläche wenigstens eine erste
Nut auf. Das Steuermodul weist wenigstens einen ersten Schlitzkontakt auf, wobei der
erste Schlitzkontakt in der ersten Nut angeordnet ist. Die erste Nut ist ausgebildet,
den ersten Energieversorgungskontakt in einer Montagebewegung zu führen, wobei der
erste Schlitzkontakt den ersten Energieversorgungskontakt des ersten Kopplermoduls
zur Energieversorgung des ersten Kopplermoduls kontaktiert. Dadurch kann auf zusätzliche
Kontaktierungsschritte zur elektrischen Verbindung des ersten Kopplermoduls mit dem
Steuermodul verzichtet werden. Das Steuermodul kann dabei ein integriertes Netzgerät
aufweisen, durch das die an den Energieversorgungskontakten benötige Spannung vom
Steuermodul für das erste Kopplermodul bereitgestellt werden kann.
[0040] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuergehäuse an der ersten Steuergehäuseseitenfläche
wenigstens eine zur ersten Nut versetzt angeordnete zweite Nut auf. Die erste Nut
und die zweite Nut sind vorzugsweise senkrecht zur Signalübertragungsplatte angeordnet.
Ferner weisen die erste Nut und die zweite Nut einen vordefinierten Abstand zueinander
auf, wobei der vordefinierte Abstand im Wesentlichen einem Abstand zwischen dem ersten
Energieversorgungskontakt und dem zweiten Energieversorgungskontakt entspricht.
[0041] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuermodul an der ersten Steuergehäuseseitenfläche
eine zweite Datenkontakteinrichtung auf, wobei die zweite Datenkontakteinrichtung
korrespondierend zu der ersten Datenkontakteinrichtung des ersten Kopplermoduls ausgebildet
ist und mit der ersten Datenkontakteinrichtung elektrisch zur Datenübertragung verbunden
ist. Die zweite Datenkontakteinrichtung ist elektrisch mit der Steuereinrichtung zur
Verarbeitung von mittels der ersten und zweiten Datenkontakteinrichtungen übertragbaren
Daten verbunden.
[0042] In einer weiteren Ausführungsform weist das Steuermodul auf einer zur Signalübertragungsplatte
abgewandten Steuergehäusevorderseite des Steuergehäuses wenigstens einen Einspeiseanschluss
mit wenigstens einem ersten Einspeisekontakt auf, wobei der erste Einspeisekontakt
mit einer Energieversorgung elektrisch verbindbar ist. Der erste Schlitzkontakt ist
mit dem ersten Einspeisekontakt elektrisch verbunden. Zur Verbindung des ersten Energieeinspeisekontakts
mit dem ersten Schlitzkontakt kann das Steuermodul ein internes Netzgerät aufweisen,
das die Spannung zwischen dem ersten Einspeisekontakt und dem ersten Schlitzkontakt
transformiert. Alternativ kann der erste Energieeinspeisekontakt direkt elektrisch
mit dem ersten Schlitzkontakt verbunden sein.
[0043] Zur Montage des oben beschriebenen Steuerungssystems werden die Signalübertragungsplatte,
das erste Kopplermodul und das Steuermodul bereitgestellt, wobei das erste Kopplermodul
in einer ersten Montagebewegung, vorzugsweise senkrecht, zur Signalübertragungsplatte
auf die Hutschiene montiert wird und das erste Verbindungsmittel das erste Kopplermodul
formschlüssig mit der Hutschiene verbindet, wobei das Steuermodul in einer zweiten
Montagebewegung, vorzugsweise senkrecht zur Signalübertragungsplatte, auf die Hutschiene
montiert wird und das weitere Verbindungsmittel das Steuergehäuse mit der Hutschiene
formschlüssig verbindet. Dadurch kann das Steuerungssystem besonders schnell und ohne
Spezialwerkzeug auch außerhalb des Automatisierungssystems montiert werden.
[0044] Von besonderem Vorteil ist, wenn die dritte Kontakteinrichtung in die vierte Kontakteinrichtung
beim Aufstecken des ersten Kopplermoduls auf die Hutschiene eingesteckt wird.
[0045] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- Figur 1
- eine Vorderansicht eines Steuerungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Figur 2
- eine Vorderansicht auf das in Figur 1 gezeigte Steuerungssystem;
- Figur 3
- einen vergrößerten Ausschnitt der in Figur 1 gezeigten Vorderansicht auf das Steuerungssystem;
- Figur 4
- eine Vorderansicht auf ein Steuerungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- Figur 5
- eine Vorderansicht eines Steuerungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform;
- Figur 6
- eine perspektivische Rückansicht des in Figur 5 gezeigten Steuerungssystems;
- Figur 7
- eine perspektivische Darstellung eines ersten Kopplermoduls des in Figur 5 gezeigten
Steuerungssystems;
- Figur 8
- eine perspektivische Darstellung mit Blickrichtung von hinten nach vorne auf das in
Figur 7 gezeigten ersten Kopplermoduls;
- Figur 9
- eine weitere perspektivische Darstellung in den Figuren 7 und 8 gezeigten ersten Kopplermoduls;
- Figur 10
- eine perspektivische Darstellung eines in Figur 5 gezeigten Steuermoduls des Steuerungssystems;
- Figur 11
- eine perspektivische Darstellung mit Blickrichtung von hinten nach vorne auf das in
Figur 10 gezeigte Steuermodul;
- Figur 12
- eine Seitenansicht auf das in Figur 5 gezeigte Steuerungssystem;
- Figur 13
- eine weitere perspektivische Darstellung mit Blickrichtung von vorne nach hinten auf
das in den Figuren 10 und 11 gezeigte Steuermodul;
- Figur 14
- eine perspektivische Darstellung auf das in Figur 5 gezeigte Steuerungssystem in einem
teilmontieren Zustand nach einem dritten Verfahrensschritt;
- Figur 15
- eine perspektivische Darstellung des in Figur 5 gezeigten Steuerungssystems in einem
teilmontieren Zustand nach dem vierten Verfahrensschritt;
- Figur 16
- eine Vorderansicht auf ein Steuerungssystem gemäß einer vierten Ausführungsform; und
- Figur 17
- eine Vorderansicht auf ein Steuerungssystem gemäß einer fünften Ausführungsform.
[0046] In den nachfolgenden Figuren wird zum erleichterten Verständnis auf ein Koordinatensystem
Bezug genommen. Das Koordinatensystem ist als Rechtssystem ausgebildet und weist eine
x-Achse (Längsrichtung), eine y-Achse (Querrichtung) und eine z-Achse (Höhenrichtung)
auf.
[0047] Figur 1 zeigt eine Vorderansicht eines Steuerungssystems 10 gemäß einer ersten Ausführungsform
für ein Automatisierungssystem.
[0048] Das Steuerungssystem 10 kann Teil des Automatisierungssystems sein und dient zur
automatisierten Steuerung von Feldgeräten. Als Feldgeräte werden bei der industriellen
Prozessautomation unter anderem Aktoren, wie Antriebe oder Ventile, und Messwertgeber,
wie Kodierer und Sensoren, verstanden.
[0049] Das Steuerungssystem 10 weist eine Signalübertragungsplatte 15 auf. Die Signalübertragungsplatte
15 kann beispielsweise stehend in einem Schaltschrank des Automatisierungssystems
montiert sein. Die Signalübertragungsplatte 15 weist in der Vorderansicht eine beispielhaft
rechteckförmige Ausgestaltung auf und ist mittels Verbindungsschrauben 16 mit einer
Rückwand (in Figur 1 nicht dargestellt) des Schaltschranks zerstörungsfrei lösbar
verbunden. Die Signalübertragungsplatte 15 weist eine deutlich geringere Erstreckung
in x-Richtung als in y-Richtung oder in z-Richtung auf.
[0050] Die Signalübertragungsplatte 15 umfasst eine Leiterplatte 17, wobei die Leiterplatte
17 wenigstens eine Leiterplattenschicht 18 mit einem elektrisch isolierenden Material,
vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, aufweist. Vorzugsweise weist
die Leiterplatte 17 mehrere Leiterplattenschichten 18 auf. Zwischen den Leiterplattenschichten
18 ist zumindest eine Leiterbahnlage 19 (in Figur 1 als punktierte Linie angedeutet)
aus einem elektrisch leitfähigen Material angeordnet. Die Leiterbahnlage 19 und die
Leiterplattenschichten 18 können abwechselnd in einem Stapel angeordnet sein.
[0051] Bevorzugt umfasst die Signalübertragungsplatte 15 vier oder mehr Leiterbahnlagen
19, von denen alle im Inneren der Signalübertragungsplatte 15 angeordnet und beispielsweise
einlaminiert sind. Durch den mehrlagigen Aufbau, und vorzugsweise durch die mit Faserverbundwerkstoffen
ausgebildeten Leiterplattenschichten 18, ist die Signalübertragungsplatte 15 mechanisch
steif ausgebildet. Dadurch kann auf zusätzliche Versteifungselemente, um eine vordefinierte
Steifigkeit der Signalübertragungsplatte 15 zu erzielen, an der Signalisierungsplatte
15 verzichtet werden.
[0052] Das Steuerungssystem 10 weist ferner wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, erste
Kontakteinrichtungen 55 und wenigstens eine, vorzugsweise mehrere, zweite Kontakteinrichtungen
60 (in Figur 1 strichliert angedeutet) auf. Die ersten und zweiten Kontakteinrichtungen
55, 60 sind an einer Plattenvorderseite 25 der Signalübertragungsplatte 15 angeordnet
und elektrisch mittels der Leiterbahnlage 19 miteinander verbunden.
[0053] Des Weiteren weist das Steuerungssystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform zusätzlich
eine Hutschiene 20, ein erstes Kopplermodul 65, ein zweites Kopplermodul 70, vorzugsweise
eine oder mehrere Signalverarbeitungsmodule 75, vorzugsweise ein drittes Kopplermodul
180, vorzugsweise ein oder mehrere Klemmenmodule 185 und ein Steuermodul 80 auf. Das
Steuermodul 80 kann über ein in Fig. 1 nicht dargestelltes Datenkabel mit einem zweiten
Datenanschluss 195 des dritten Kopplermoduls 180 verbunden sein, um Daten zur Steuerung
des Automatisierungssystems zwischen dem Steuermodul 80 und dem dritten Kopplermodul
180 auszutauschen.
[0054] Zusätzlich kann an der Signalübertragungsplatte 15 ein Versorgungsanschluss 230 angeordnet
sein, wobei die Signalübertragungsplatte 15 den Versorgungsanschluss 230 elektrisch
zumindest mit der zweiten Kontakteinrichtung 60 verbindet. Weiterhin kann der Versorgungsanschluss
230 über die Signalübertragungsplatte 15 auch mit den ersten Kontakteinrichtungen
55 elektrisch verbunden sein. Der Versorgungsanschluss 230 kann beispielsweise mit
einer Gleichspannungsquelle (nicht dargestellt) elektrisch verbunden sein.
[0055] Figur 2 zeigt eine Vorderansicht auf das in Figur 1 gezeigte Steuerungssystem 10.
In Figur 2 sind die in Figur 1 gezeigten Baueinheiten erstes Kopplermodul 65, zweites
Kopplermodul 70, Signalverarbeitungsmodul 75, Steuermodul 80 und Klemmenmodul 185
aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
[0056] Die Signalübertragungsplatte 15 ist an der Plattenvorderseite 25 in einen ersten
Plattenbereich 30, in einen zweiten Plattenbereich 35 und einen dritten Plattenbereich
40 untergliedert.
[0057] Die ersten bis dritten Plattenbereiche 30, 35, 40 stoßen aneinander an. (In Figur
2 sind die Plattenbereiche zur besseren Erkennbarkeit leicht beabstandet zueinander
dargestellt). Dabei ist in Figur 2 der erste Plattenbereich 30 linksseitig und oberhalb
des dritten Plattenbereichs 40 und der zweite Plattenbereich 35 rechtsseitig des ersten
Plattenbereichs 30 und oberhalb des dritten Plattenbereichs 40 beispielhaft angeordnet.
Der dritte Plattenbereich 40 erstreckt sich im Wesentlichen über eine gesamte Breite
eines unteren Teilbereichs der Signalübertragungsplatte 15.
[0058] In dem ersten Plattenbereich 30 weist das Steuerungssystem 10 die Hutschiene 20 auf.
Die Hutschiene kann beispielsweise gemäß DIN EN 50022 ausgebildet sein. Die Hutschiene
20 kann in ihrer Haupterstreckungsrichtung parallel zu einer unteren Kante 57 der
Signalübertragungsplatte 15 ausgerichtet sein. Die Hutschiene 20 ist mittels einer
Schraubverbindung 45, beispielsweise mittels zweier an dem jeweiligen Ende der Hutschiene
20 angeordneten Schrauben, mit der Signalübertragungsplatte 15 mechanisch verbunden.
Die Hutschiene 20 kann etwa in dem unteren Drittel des ersten Plattenbereichs 30 angeordnet
sein. In Querrichtung, also der y-Richtung erstreckt sich der erste Plattenbereich
30 über etwa zwei Drittel einer Gesamtbreite der Signalübertragungsplatte 15. Im ersten
Plattenbereich 30 sind keine erste und/oder zweiten Kontakteinrichtungen 55, 60 angeordnet.
[0059] Im dritten Plattenbereich 40 weist das Steuerungssystem 10 wenigstens die erste Kontakteinrichtung
55 auf. Die erste Kontakteinrichtung 55 ist in ihrer Haupterstreckungsrichtung in
Querrichtung, also in y-Richtung verlaufend ausgerichtet.
[0060] Vorzugsweise sind mehrere in einem Rastermuster angeordnete erste Kontakteinrichtungen
55 angeordnet, wobei die ersten Kontakteinrichtungen 55 jeweils beispielhaft identisch
oder unterschiedlich zueinander ausgebildet sind. In der Ausführungsform sind beispielhaft
in drei untereinander angeordnete ersten Reihen 56, die parallel zu der unteren Kante
57 des Signalübertragungsplatte 15 verlaufend angeordnet sind, jeweils in Querrichtung
versetzt zueinander mehrere erste Kontakteinrichtungen 55 angeordnet. Jeweils zwischen
den einzelnen ersten Kontakteinrichtungen 55 ist ein Spalt vorgesehen, um ein Aufschieben
einer jeweils an einem ersten Verbindungskabel angeordneten Kabelkontakteinrichtung
(nicht dargestellt) auf die erste Kontakteinrichtung 55 zu ermöglichen. Die in Figur
2 gezeigte rasterartige Anordnung, die Ausgestaltung und die Anzahl der ersten Kontakteinrichtungen
55 sind beispielhaft und können je nach Anwendungsfall und Ausgestaltung der Signalübertragungsplatte
15 entsprechend angepasst sein.
[0061] Jede der ersten Kontakteinrichtungen 55 kann als Steckkontakt mit mehreren männlichen
Kontaktsteckern ausgebildet sein. Die erste Kontakteinrichtung 55 kann mittels des
ersten Verbindungskabels mit dem Feldgerät elektrisch verbunden werden. Dabei kann
das Feldgerät beispielsweise eine elektrische Maschine, ein Ventil, ein Sensor oder
ein Relais sein. Die Ausgestaltung des Sensors ist dabei frei wählbar. Der Sensor
dient beispielweise dazu, einen Zustand einer Komponente des Automatisierungssystems
zu erfassen.
[0062] Das Steuerungssystem 10 weist im zweiten Plattenbereich 35 wenigstens die zweite
Kontakteinrichtung 60, vorzugsweise mehrere in Querrichtung, also in y-Richtung nebeneinander
angeordnete, zweite Kontakteinrichtungen 60 auf, wobei die zweiten Kontakteinrichtungen
60 identisch zueinander ausgebildet sein können. Dabei kann jede der zweiten Kontakteinrichtungen
60 wenigstens eine, vorzugsweise mehrere in regelmäßigem Abstand angeordnete Durchkontaktierung
aufweisen. Eine Haupterstreckungsrichtung der zweiten Kontakteinrichtung 60 verläuft
in Höhenrichtung, also in z-Richtung und ist somit beispielhaft geneigt, vorzugsweise
senkrecht, zu der Haupterstreckungsrichtung der ersten Kontakteinrichtung 55 angeordnet.
[0063] Seitlich in Querrichtung kann neben jeder zweiten Kontakteinrichtung 60 jeweils eine
Kodiereinrichtung 86 angeordnet sein, wobei die Kodiereinrichtung 86 in Abhängigkeit
zu einer Belegung der zweiten Kontakteinrichtung 60 in der Leiterplatte 17 angeordnete
Ausnehmungen aufweist. Die Kodiereinrichtung 86 dient dazu, dass nur jeweils ein an
der zweiten Kontakteinrichtung 60 vordefiniertes Signalverarbeitungsmodul oder ein
entsprechend der Belegung der zweiten Kontakteinrichtung 60 zugeordnetes zweites Kopplermodul
anordenbar ist. Die Kodiereinrichtung 86 verhindert dabei ein Aufstecken eines Signalverarbeitungsmoduls,
das nicht die entsprechende Belegung für die zweite Kontakteinrichtung 60 aufweist
und somit nicht geeignet ist, an der entsprechenden Position der Signalübertragungsplatte
15 befestigt zu werden.
[0064] In z-Richtung oberseitig und unterseitig der zweiten Kontakteinrichtung 60 ist jeweils
eine Durchgangsöffnung 91 eines Befestigungsmittels 92 angeordnet (beispielsweise
auch in Figur 6 zu erkennen), wobei die Durchgangsöffnung 91 in montiertem Zustand
des zweiten Kopplermoduls 70 und/oder des Signalverarbeitungsmoduls 75 von einem Rastmittel
des Befestigungsmittels 92 durchgriffen und die Signalübertragungsplatte 15 durch
das Rastmittel hintergriffen wird, um lösbar das Signalverarbeitungsmodul 75 und/oder
das zweite Kopplermodul 70 an der Signalübertragungsplatte 15 formschlüssig zu befestigen.
[0065] Die zweiten Kontakteinrichtungen 60 und die Kodiereinrichtungen 86 sind abwechselnd
in Figur 2 nebeneinander in Querrichtung, also in y-Richtung parallel zur unteren
Kante 57 verlaufend, in einer zweiten Reihe 93 angeordnet. Der Abstand zwischen den
einzelnen zweiten Kontakteinrichtungen 60 kann in Abhängigkeit einer Breite des an
der jeweiligen zweiten Kontakteinrichtung 60 zu montierenden Signalverarbeitungsmoduls
und/oder zweiten Kopplermoduls angepasst sein und gegebenenfalls unterschiedlich zueinander
sein. Auch die Anzahl der zweiten Kontakteinrichtungen 60 kann je nach Anwendungsfall
entsprechend gewählt sein. Wird mehr als die in Figur 2 gezeigte Anzahl von zweiten
Kontakteinrichtungen 60 zum Anschluss von Signalverarbeitungsmodulen benötigt, so
kann beispielsweise die Signalübertragungsplatte 15 in Querrichtung gegenüber der
in Figur 2 gezeigten Ausgestaltung verlängert ausgebildet sein.
[0066] Die Signalübertragungsplatte 15 verteilt Datensignale und eine Spannungsversorgung
auf die erste und die zweite Kontakteinrichtung 55, 60 und zwischen den ersten und
zweiten Kontakteinrichtungen 55, 60.
[0067] Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des ersten Plattenbereichs 30 und einem
Teil des an den ersten Plattenbereich 30 in y-Richtung anschließenden zweiten Plattenbereichs
35 der in Figur 1 gezeigten Vorderansicht auf das Steuerungssystem 10.
[0068] Das erste Kopplermodul 65 ist auf einer dem in Fig. 2 dargestellten zweiten Plattenbereich
35 zugewandten Seite der Hutschiene 20 angeordnet. Das erste Kopplermodul 65 kann
beispielsweise vom Typ eines EK1110 der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG sein.
[0069] Das erste Kopplermodul 65 weist ein erstes Gehäuse 85, eine dritte Kontakteinrichtung
90 und ein erstes Verbindungsmittel 95 auf. Das erste Verbindungsmittel 95 ist auf
einer der Plattenvorderseite 25 zugewandten ersten Gehäuserückseite des ersten Gehäuses
85 im Wesentlichen angeordnet und verbindet zerstörungsfrei reversibel lösbar die
Hutschiene 20 mit dem ersten Gehäuse 85.
[0070] An einer ersten Gehäusevorderseite 100 des ersten Gehäuses 85 ist beispielhaft die
dritte Kontakteinrichtung 90 angeordnet. Die dritte Kontakteinrichtung 90 kann beispielsweise
als RJ45-Buchse ausgebildet sein. Die dritte Kontakteinrichtung 90 ist in der Ausführungsform
des ersten Kopplermoduls 65 ausschließlich zur Datenübertragung ausgebildet, wobei
in Figur 3 in die dritte Kontakteinrichtung 90 ein erster Stecker 105 eines ersten
Datenkabels 110 eingesteckt ist.
[0071] Zusätzlich kann angrenzend an eine erste Gehäuseseitenfläche 115 des ersten Gehäuses
85 an der ersten Gehäusevorderseite 100 ein Dummy-Feldanschluss 320 angeordnet sein,
der keine elektrische Belegung aufweist. Der Dummy-Feldanschluss 320 weist im Wesentlichen
die geometrische Ausgestaltung eines Feldanschlusses 120 des Klemmenmoduls 185 auf;
er weist jedoch keine elektrische Verbindung zu anderen elektrischen Komponenten auf.
[0072] Das zweite Kopplermodul 70 ist linksseitig im in Fig. 2 dargestellten zweiten Plattenbereich
35 angeordnet und weist ein zweites Gehäuse 160 sowie wenigstens einen ersten Datenanschluss
165 auf. Der erste Datenanschluss 165 ist an einer zweiten Gehäusevorderseite 170
des zweiten Gehäuses 160 angeordnet, die auf einer zur Plattenvorderseite 25 abgewandten
Seite des zweiten Gehäuses 160 angeordnet ist. Der erste Datenanschluss 165 ist beispielhaft
nach Art einer RJ45-Buchse ausgebildet. In montiertem Zustand des Steuerungssystems
10 kontaktiert ein zweiter Stecker 175 des ersten Datenkabels 110 den ersten Datenanschluss
165 und verbindet zur Datenübertragung das erste Kopplermodul 65 mit dem zweiten Kopplermodul
70. Eine Energieübertragung von Versorgungsenergie zwischen der dritten Kontakteinrichtung
90 und dem ersten Datenanschluss 165 erfolgt in diesem Fall nicht.
[0073] Rückseitig des zweiten Gehäuses 160 (in Figur 3 verdeckt), auf einer der Plattenvorderseite
25 zugewandten Seite weist das zweite Kopplermodul 70 und jedes der Signalübertragungsmodule
75 jeweils eine weitere Kontakteinrichtung (ebenso in Figur 3 verdeckt) auf, wobei
die weitere Kontakteinrichtung korrespondierend zur zweiten Kontakteinrichtung 60
ausgebildet ist und die zweite Kontakteinrichtung 60 elektrisch kontaktiert.
[0074] Dabei verbindet die weitere Kontakteinrichtung das zweite Kopplermodul 70 sowohl
zur Datenübertragung mit der zweiten Kontakteinrichtung 60 als auch wird über die
Signalübertragungsplatte 15 und die zweite Kontakteinrichtung 60 das zweite Kopplermodul
70 mit elektrischer Versorgungsenergie aus der über den Versorgungsanschluss 230 eingespeisten
elektrischen Energie versorgt.
[0075] Rechtsseitig schließen sich im zweiten Plattenbereich 35 an das zweite Kopplermodul
70 beispielhaft mehrere Signalverarbeitungsmodule 75 an, die jeweils rückseitig ebenso
die weitere Kontakteinrichtung aufweisen, die jeweils die zugeordnete zweite Kontakteinrichtung
60 zur Datenübertragung aber auch zur Energieversorgung der jeweiligen Signalverarbeitungsmodule
75 kontaktiert. Aufgrund der vergrößerten Darstellung ist in Fig. 3 nur ein kleiner
Abschnitt eines Signalübertragungsmoduls 75 dargestellt.
[0076] Zusätzlich weist in der Ausführungsform das Steuerungssystem 10 das drittes Kopplermodul
180 auf, wobei das dritte Kopplermodul 180 in der Ausführungsform linksseitig des
ersten Kopplermoduls 65 auf der Hutschiene 20 befestigt ist. In Querrichtung können
zwischen dem dritten Kopplermodul 180 und dem ersten Kopplermodul 65 ein oder mehrere
Klemmenmodule 185 angeordnet sein, wobei die Anzahl der Klemmenmodule 185 entsprechend
der Auslegung des Steuerungssystems 10 gewählt werden kann. Auf die Klemmenmodule
185 kann auch verzichtet werden, sodass das erste Kopplermodul 65 und das dritte Kopplermodul
180 direkt nebeneinander angeordnet sind.
[0077] Das dritte Kopplermodul 180 weist ein drittes Gehäuse 190, einen zweiten Datenanschluss
195, vorzugsweise einen dritten Datenanschluss 200 und ein zweites Verbindungsmittel
205 auf. An einer zweiten Gehäuserückseite des dritten Gehäuses 190 verbindet das
zweite Verbindungsmittel 205 das dritte Gehäuse 190 zerstörungsfrei reversibel lösbar
mit der Hutschiene 20. Dabei kann das dritte Gehäuse 190 auch auf der Plattenvorderseite
25 bereichsweise anliegen, sodass eine Biegebelastung der Signalübertragungsplatte
15 durch aus dem dritten Gehäuse 190 auf die Signalübertragungsplatte 15 wirkenden
Kräfte und Momente gering ist.
[0078] Der zweite und dritte Datenanschluss 195, 200 sind in Höhenrichtung, also der z-Richtung,
versetzt zueinander an einer dritten Gehäusevorderseite 210 des dritten Gehäuses 190
angeordnet. Der zweite und/oder dritte Datenanschluss 195, 200 kann als RJ45-Buchse
ausgebildet sein. Dabei kann der zweite Datenanschluss 195 als Eingang eines EtherCAT-Netzwerks
und der dritte Datenanschluss 200 als Ausgang zu dem EtherCAT-Netzwerk zur Erweiterung
des EtherCAT-Netzwerks ausgebildet sein. In diesem Fall kann der dritte Datenanschluss
200 datentechnisch mit einem weiteren Kopplermodul (nicht dargestellt) verbunden sein.
[0079] In montiertem Zustand greift ein dritter Stecker 215 eines zweiten Datenkabels 220
in den zweiten Datenanschluss 195 ein. Das zweite Datenkabel 220 verbindet das dritte
Kopplermodul 180 datentechnisch mit dem Steuermodul 80, das in der Ausführungsform
beabstandet zu der Signalübertragungsplatte 15, beispielsweise in einem anderen Schrankteil
des Schaltschranks angeordnet ist.
[0080] Das dritte Kopplermodul 180 kann beispielsweise vom Typ EK1100 der Beckhoff Automation
GmbH & Co. KG sein. Zusätzlich weist in der Ausführungsform beispielhaft das dritte
Kopplermodul 180 einen Einspeiseanschluss 251 auf.
[0081] Der Einspeiseanschluss 251 ist an der dritten Gehäusevorderseite 210 auf einer dem
ersten Kopplermodul 65 zugewandten Seite (in Querrichtung) angeordnet. Der Einspeiseanschluss
251 weist wenigstens einen ersten Einspeisekontakt 252 und wenigstens einen zweiten
Einspeisekontakt 253 auf. Vorzugsweise weist der Einspeiseanschluss 251 neben dem
ersten und zweiten Einspeisekontakt 252, 253 auch einen dritten Einspeisekontakt 254
auf, wobei in der Ausführungsform beispielhaft der erste bis dritte Einspeisekontakt
252, 253, 254 übereinander in einer dritten Reihe 145 angeordnet sind. Die dritte
Reihe 145 verläuft beispielhaft senkrecht zur unteren Kante 57 der Signalübertragungsplatte
15. Zusätzlich kann, wie in Figur 3 dargestellt, der erste bis dritte Einspeisekontakt
252, 253, 254 gedoppelt sein, sodass jeweils zwei nebeneinander angeordnete erste
bis dritte Einspeisekontakte 252, 253, 254 vorgesehen sind.
[0082] Der erste bis dritte Einspeisekontakt 252, 253, 254 können als Klemmkontakt ausgebildet
sein. Der erste Einspeisekontakt 252 kann dabei mit einem ersten Pol, insbesondere
einem positiven Pol, einer elektrischen Gleichspannungsquelle elektrisch verbunden
sein. In Figur 3 ist unterhalb des ersten Einspeisekontakts 252 der zweite Einspeisekontakt
253 angeordnet. Der zweite Einspeisekontakt 253 kann mit einem zweiten Pol, beispielsweise
einem negativen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden sein. Der dritte Einspeisekontakt
254 ist unterseitig des zweiten Einspeisekontakts 253 angeordnet, wobei der dritte
Einspeisekontakt 254 beispielsweise mit einer elektrischen Masse elektrisch verbunden
sein kann.
[0083] Zusätzlich kann der Einspeiseanschluss 251 oberseitig des ersten Einspeisekontakts
252 einen vierten und fünften Einspeisekontakt 140, 155 aufweisen, wobei der vierte
Einspeisekontakt 140 und der fünfte Einspeisekontakt 155 in Querrichtung nebeneinander
angeordnet sind und mit einem internen Netzteil des dritten Kopplermoduls 180 verbunden
sein können.
[0084] In der Ausführungsform sind das erste Kopplermodul 65 und das dritte Kopplermodul
180 mit den zwischen dem ersten und dritten Kopplermodul 180 angeordneten Klemmenmodulen
185 und über die Klemmenmodule 185 datentechnisch verbunden. Dabei ist die Datenverbindung
zwischen dem ersten und dritten Kopplermodul 65, 180 durch die Klemmenmodule 185 geschleift.
[0085] Das Klemmenmodul 185 kann als Eingangsklemmenmodul und/oder als Ausgangsklemmenmodul
ausgebildet sein. Das Klemmenmodul 185 kann beispielsweise vom Typ der EL-Serie der
Beckhoff Automation GmbH & Co. KG sein.
[0086] Die Ausgestaltung der Klemmenmodule 185 kann je nach Einsatzzweck unterschiedlich
sein. So kann das linksseitig in Figur 3 gezeigte Klemmenmodul 185 ein Eingangsklemmenmodul
und das rechtsseitig am ersten Kopplermodul 65 angeordnete Klemmenmodul 185 ein Ausgangsklemmenmodul
sein. So kann beispielsweise das linksseitige Klemmenmodul 185 vom Typ EL1252 und
das rechtsseitige Klemmenmodul 185 vom Typ EL2252 der Beckhoff Automation GmbH & Co.
KG sein. Das Klemmenmodul 185 weist einen Feldanschluss 120 mit einem ersten Feldkontakt
125 und einem zweiten Feldkontakt 130 auf, wobei der erste Feldkontakt 125 und der
zweite Feldkontakt 130 in Querrichtung beispielhaft nebeneinander angeordnet sind
und Klemmen zum Anschluss von jeweils einer Verbindungsleitung ins Feld aufweisen.
Das Klemmenmodul 185 erfasst im Betrieb ein Steuersignal aus einer Prozessebene und
transportiert es galvanisch getrennt zum übergeordneten Kopplermodul 65, 180. Eine
elektrische Energieversorgung des Klemmenmoduls 185 erfolgt über das dritte Kopplermodul
180. Die Ausgestaltung der Klemmenmodule 185 kann sich ferner durch eine Anzahl von
Kanälen und einer Anschlussbelegung des Klemmenmoduls 185 am Feldanschluss 120 unterscheiden.
[0087] Ist das Klemmenmodul 185 als Ausgangsklemmenmodul ausgebildet, so schaltet das Klemmenmodul
185 Ausgangssignale der Steuerung galvanisch getrennt zur Prozessebene. Der erste
Feldkontakt 125 kann dabei als Ausgang ausgebildet sein. Der erste Feldkontakt 125
wird dabei hochgenau passend zum übertragenen Zeitstempel geschaltet, sodass sich
Schaltzeitpunkte am Ausgang systemweit exakt vorgeben lassen. Jeder ersten und zweiten
Feldkontakt 125, 130 kann einzeln hochohmig geschaltet werden.
[0088] In der Ausführungsform setzt das dritte Klemmenmodul 185 beispielsweise die Signaldarstellung
im Durchlauf von der Ethernet-100BASE-TX oder EtherCAT auf die E-Bus-Signaldarstellung
für das Klemmenmodul 185, das erste und zweite Kopplermodul 65, 70 und die Signalverarbeitungsmodule
75 um.
[0089] Das erste Kopplermodul 65 dient als Busendklemme und zur Verlängerung des E-Bus-Bereichs
zum zweiten Kopplermodul 70. Das erste Koppelmodul 65 ist dazu mittels des ersten
Datenkabels 110 mit dem zweiten Kopplermodul 70 verbunden. Die Energieversorgung des
ersten Kopplermoduls 65 erfolgt über die Klemmenmodule 185 vom dritten Kopplermodul
180 aus.
[0090] Das zweite Kopplermodul 70 und das zumindest eine Signalverarbeitungsmodul 75 werden
rückseitig über die Signalübertragungsplatte 15 mit elektrischer Energie kommend vom
Versorgungsanschluss 230 versorgt. Ferner sind das zweite Kopplermodul 70 und das
zumindest eine Signalverarbeitungsmodul 75 datentechnisch über die zweiten Kontakteinrichtungen
60 und die Signalübertragungsplatte 15 miteinander verbunden. Das zweite Kopplermodul
70 kann beispielsweise vom Typ EJ1100 der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG sein.
Das zweite Kopplermodul 70 verbindet datentechnisch die Signalverarbeitungsmodule
75 mit dem ersten Kopplermodul 65.
[0091] Durch die Versorgung des zweiten Kopplermoduls 70 und/oder des Signalverarbeitungsmoduls
75 über den Versorgungsanschluss 230 werden über das erste Datenkabel 110 ausschließlich
Daten zwischen dem ersten Datenanschluss 165 und der dritten Kontakteinrichtung 90
übertragen.
[0092] Das Signalverarbeitungsmodul 75 kann in der Funktionalität identisch zu dem Klemmenmodul
185 ausgebildet sein, wobei das Signalverarbeitungsmodul 75 über die weitere Kontakteinrichtung
und die zweite Kontakteinrichtung 60 und die Signalverarbeitungsplatte 15 mit der
ersten Kontakteinrichtung 55 verbunden ist. Die erste Kontakteinrichtung 55 übernimmt
dabei die Funktion des Feldanschlusses 120 und stellt die elektrische Verbindung zu
Feldgeräten bereit.
[0093] Das Signalverarbeitungsmodul 75 kann wie auch das Klemmenmodul 185 als Eingangsmodul
mit der Funktionalität des Eingangsklemmenmoduls oder als Ausgangsmodul mit der Funktionalität
des Ausgangsklemmenmoduls ausgebildet sein. Das Signalverarbeitungsmodul 75 kann beispielsweise
vom Typ der EJ-Serie der Beckhoff Automation GmbH & Co. KG sein.
[0094] Figur 4 zeigt eine Vorderansicht auf ein Steuerungssystem 10 gemäß einer zweiten
Ausführungsform.
[0095] Das in Figur 4 gezeigte Steuerungssystem ist im Wesentlichen identisch zu dem in
den Figuren 1 bis 3 gezeigten Steuerungssystem 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich
auf die Unterschiede des in Figur 4 gezeigten Steuerungssystems 10 gegenüber dem in
den Figuren 1 bis 3 gezeigten Steuerungssystem eingegangen.
[0096] Ferner ist das erste Kopplermodul 65 in der Ausführungsform gemäß der Figur 4 eine
Kombination aus dem in Figuren 1 bis 3 gezeigten ersten und zweiten Kopplermodul.
Dabei wird von dem in Figur 4 gezeigten ersten Kopplermodul 65 die Funktion des in
Figuren 1 bis 3 gezeigten zweiten Kopplermoduls 70 mit übernommen, sodass ein Steckplatz,
für das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte zweite Kopplermodul 70 im zweiten Plattenbereich
35, frei ist und dadurch ein zusätzliches Signalverarbeitungsmodul 75 an den Steckplatz
des in Figuren 1 bis 3 gezeigten zweiten Kopplermoduls 70 montiert werden kann.
[0097] Das erste Kopplermodul 65 ist dahingehend ferner zusätzlich zu der in Figur 1 bis
3 gezeigten Ausgestaltung abgewandelt, dass die dritte Kontakteinrichtung 90 an der
ersten Gehäuserückseite (in Figur 4 verdeckt) versetzt zu dem ersten Verbindungsmittel
95 angeordnet ist.
[0098] Ferner weist die Signalübertragungsplatte 15 zusätzlich eine vierte Kontakteinrichtung
231 (in Figur 4 strichliert dargestellt) auf, die an der Plattenvorderseite 25 der
Signalübertragungsplatte 15 angeordnet ist. Die dritte Kontakteinrichtung 90 und die
vierte Kontakteinrichtung 231 sind korrespondierend zueinander ausgebildet, wobei
beispielsweise die dritte Kontakteinrichtung 90 ein oder mehrere in Reihen angeordnete
beispielsweise pinförmig ausgebildete Kontaktelemente aufweisen und die vierte Kontakteinrichtung
231 als Durchkontaktierung ausgebildet sein kann. Die dritte Kontakteinrichtung 90
kontaktiert die vierte Kontakteinrichtung 231.
[0099] Die vierte Kontakteinrichtung 231 wird durch die Signalübertragungsplatte 15 elektrisch
mit der ersten Kontakteinrichtung 55 und/oder mit der zweiten Kontakteinrichtung 60
zumindest zur Datenübertragung elektrisch verbunden. Die vierte Kontakteinrichtung
231 ist benachbart zu der Hutschiene 20 angeordnet. Dabei ist die vierte Kontakteinrichtung
231 in Höhenrichtung zwischen der Hutschiene 20 und einer oberen Plattenkante 235
der Signalübertragungsplatte 15 angeordnet. Vorzugsweise ist dabei die vierte Kontakteinrichtung
231 näher an der Hutschiene 20 als an der oberen Plattenkante 235 angeordnet. Die
vierte Kontakteinrichtung 231 weist ihre Haupterstreckungsrichtung in Höhenrichtung,
also in z-Richtung auf. Ebenso ist in Figur 4 die Haupterstreckungsrichtung der dritten
Kontakteinrichtung 90 in Höhenrichtung, sodass dadurch das erste Kopplermodul 65 in
Querrichtung, also in y-Richtung besonders schlank ausgebildet sein kann.
[0100] Figur 5 zeigt eine Vorderansicht eines Steuerungssystems 10 gemäß einer dritten Ausführungsform.
Figur 6 zeigt eine perspektivische Rückansicht des in Figur 5 gezeigten Steuerungssystems
10.
[0101] Das in Figuren 5 und 6 gezeigte Steuerungssystem 10 ist im Wesentlichen identisch
zu dem in Figur 4 gezeigten Steuerungssystem 10 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich
auf die Unterschiede des in den Figuren 5 und 6 gezeigten Steuerungssystems 10 gegenüber
dem in Figur 4 gezeigten Steuerungssystem eingegangen.
[0102] Anstelle des in Figur 4 gezeigten dritten Kopplermoduls 180 ist das Steuermodul 80
im ersten Plattenbereich angeordnet.
[0103] Das Steuermodul 80 weist ein Steuergehäuse 240, eine in dem Steuergehäuse 240 eingeschlossene
Steuereinrichtung 245, wenigstens einen vierten Datenanschluss 250, den Einspeiseanschluss
251 und wenigstens ein drittes Verbindungsmittel 255 (in den Ansprüchen auch als weiteres
Verbindungsmittel 255 bezeichnet) auf.
[0104] Das Steuergehäuse 240 ist mittels des dritten Verbindungsmittels 255 mit der Hutschiene
20 reversibel und zerstörungsfrei lösbar verbunden. Ferner liegt an einer Steuergehäuserückseite
das Steuergehäuse 240 an der Plattenvorderseite 25 der Signalübertragungsplatte 15
bereichsweise an. Die Signalübertragungsplatte 15 ist dabei derartig steif durch den
Stapel von laminierten Leiterplattenschichten ausgebildet, dass die Signalübertragungsplatte
15 alle Kräfte aus der Hutschiene 20 an dem Schaltschrank über die Schrauben 16 abstützt.
Die Steifigkeit der Signalübertragungsplatte 15 kann durch die Anzahl und/oder Dicke
der Leiterplattenschichten definiert ausgebildet sein, sodass im Wesentlichen auch
bei Anordnung des Steuermoduls 80, zahlreicher Klemmenmodule und des ersten Kopplermoduls
65 eine Biegung oder Krümmung der Signalübertragungsplatte 15 vermieden ist und auch
in montiertem Zustand des Steuermoduls 80 die Signalübertragungsplatte 15 sich im
Wesentlichen in einer yz-Ebene erstreckt. Dadurch ist eine sichere Befestigung des
ersten Kopplermoduls 65 an der Hutschiene 20 und der Signalverarbeitungsmodule 75
an der Signalübertragungsplatte 15 gewährleistet.
[0105] Das Steuermodul 80 kann als Embedded-PC ausgebildet sein und die Steuereinrichtung
245 weist einen Datenspeicher 265, eine Recheneinrichtung 260 und eine oder mehrere
Schnittstellen 270 auf, wobei die Schnittstelle 270 datentechnisch mit dem vierten
Datenanschluss 250 verbunden ist. Im Datenspeicher 265 kann beispielsweise ein vordefinierter
Algorithmus, beispielsweise ein Computerprogramm, abgespeichert sein, auf dessen Grundlage
die Recheneinrichtung 260 wenigstens ein Steuersignal erfasst, auswertet und/oder
ermittelt und in Verbindung mit den über das Feldgerät gelieferten Daten zumindest
eines der Feldgeräte steuert. Über den vierten Datenanschluss 250 kann das Steuermodul
80 in ein Netzwerk eingebunden sein.
[0106] Der Einspeiseanschluss 251 ist identisch zu dem in Figur 3 erläutertem Einspeiseanschluss
251 des dritten Kopplermoduls 180 ausgebildet sein.
[0107] Beispielhaft wird in Figur 5 auf die Anordnung von Klemmenmodulen 185 verzichtet,
sodass direkt angrenzend an das Steuermodul 80 das erste Kopplermodul 65 in Figur
5 rechtsseitig des Steuermoduls 80 angeordnet ist. Das erste Kopplermodul 65 ist sowohl
datentechnisch als auch zur Energieversorgung mit dem Steuermodul 80 elektrisch verbunden.
Durch die Anordnung des Steuermoduls 80 auf der Signalübertragungsplatte 15 und durch
die lösbare Befestigung mittels des dritten Verbindungsmittels 255 an der Hutschiene
20 kann das Steuermodul 80 besonders schnell und einfach montiert werden. Ferner ist
dadurch das Steuerungssystem 10 auf besonders geringem Bauraum angeordnet.
[0108] Des Weiteren kann das Steuersystem 10 und das auf dem Datenspeicher 265 abgelegte
Steuerprogramm vor dem Einbau in das Automatisierungssystem vollständig überprüft
werden, sodass eine Funktionssicherheit des Steuersystems 10 beim Einbau sichergestellt
ist. Dadurch kann eine Stillstandszeit des Automatisierungssystems zum Einbau des
Steuerungssystems 10 geringgehalten werden. Ferner ist der mechanische Montageaufwand
durch die Anordnung des Steuermoduls 80 an der Signalübertragungsplatte 15 gering.
[0109] Figur 7 zeigt eine perspektivische Darstellung des ersten Kopplermoduls 65 des in
Figur 5 gezeigten Steuersystems 10.
[0110] Das erste Kopplermodul 65 weist an der ersten Gehäuseseitenfläche 115, die in der
Ausführungsform in montiertem Zustand senkrecht zu der Plattenvorderseite angeordnet
ist, eine erste Datenkontakteinrichtung 290 auf. Die erste Datenkontakteinrichtung
290 ist im Wesentlichen angrenzend an eine Gehäuserückseite 295 angeordnet. Die erste
Datenkontakteinrichtung 290 ist bezogen auf die im Wesentlichen plan ausgebildete
erste Gehäuseseitenfläche 115 in Querrichtung zurückversetzt angeordnet. Dabei ist
die erste Datenkontakteinrichtung 290 näher an der Gehäuseoberseite 285 angeordnet
als zu einer Gehäuseunterseite 300.
[0111] Zusätzlich kann das erste Gehäuse 85 seitlich angrenzend zwischen der Gehäuseoberseite
285 beziehungsweise der Gehäuseunterseite 300 und der ersten Gehäuseseitenfläche 115
jeweils einen Umgreifungsabschnitt 305 aufweisen, wobei der Umgreifungsabschnitt 305
L-förmig ausgebildet ist und sich an einem freien Ende zur jeweils gegenüberliegenden
Gehäuseoberseite 285 oder zur Gehäuseunterseite 300 hin erstreckt. Der Umgreifungsabschnitt
305 umgreift in montiertem Zustand eine linksseitig des ersten Kopplermoduls 65 angeordnete
Feder des nächsten Moduls, beispielsweise des Steuermoduls oder des Klemmenmoduls,
und verbindet formschlüssig das nächste Modul mit dem ersten Kopplermodul 65. Dadurch
können die Module in einer Baugruppe auf die Hutschiene 20 aufgesetzt werden und mittels
des ersten und dritten Verbindungsmittels an der Hutschiene 20 befestigt werden. Ferner
wird dadurch ein ungewolltes Lösen der einzelnen Module in Querrichtung verhindert.
[0112] Die erste Datenkontakteinrichtung 290 weist wenigstens einen ersten Datenkontakt
310 auf, wobei der erste Datenkontakt 310 plattenförmig ausgebildet ist und beabstandet
zu der Gehäuserückseite 295 angeordnet ist. Der erste Datenkontakt 310 ist unbeweglich
und im Wesentlichen steif mit dem ersten Gehäuse 85 verbunden. Dabei kann in der ersten
Gehäuseseitenfläche 115 zur Ausbildung der ersten Datenkontakteinrichtung 290 eine
Einbuchtung 315 angeordnet sein, wobei an einem Grund der Einbuchtung 315 jeweils
der erste Datenkontakt 310 angeordnet ist, der dann über den Grund der Einbuchtung
315 herausragt. Vorzugsweise sind mehrere in Höhenrichtung, also der z-Richtung, beabstandet
zueinander angeordnete erste Datenkontakte 310 angeordnet. Die erste Datenkontakteinrichtung
290 ist datentechnisch mit der in Figur 7 nicht dargestellten dritten Kontakteinrichtung
90 verbunden.
[0113] Ferner weist das erste Kopplermodul 65 an der ersten Gehäuseseitenfläche 115 wenigstens
einen ersten Energieversorgungskontakt 325 und einen in Höhenrichtung zu dem ersten
Energieversorgungskontakt 325 angeordneten zweiten Energieversorgungskontakt 330 auf.
Der erste Energieversorgungskontakt 325 und der zweite Energieversorgungskontakt 330
können plattenförmig und identisch zueinander ausgebildet sein und ragen über die
erste Gehäuseseitenfläche 115 heraus. Der erste Energieversorgungskontakt 325 und
der zweite Energieversorgungskontakt 330 sind parallel zueinander ausgerichtet. Dabei
ist die Ausrichtung derart gewählt, dass eine lange Seite 335 des ersten und zweiten
Energieversorgungskontakts 325, 330, an der der Energieversorgungskontakt 325, 330
die größte Fläche aufweist, parallel zur x-Achse und senkrecht zur ersten Gehäuseseitenfläche
115 ausgerichtet sind.
[0114] Figur 8 zeigt eine perspektivische Darstellung des in Figur 7 gezeigten ersten Kopplermoduls
65 mit Blickrichtung von hinten nach vorne auf das gezeigte erste Kopplermodul 65.
[0115] An der Gehäuserückseite 295 ist die dritte Kontakteinrichtung 90 angeordnet. Die
dritte Kontakteinrichtung 90 weist am ersten Gehäuse 85 einen Rahmen 340 auf, der
in einer Draufsicht rechteckförmig ausgebildet ist, wobei sich eine Haupterstreckungsrichtung
des Rahmens 340 im Wesentlichen in Höhenrichtung erstreckt.
[0116] Die dritte Kontakteinrichtung 90 ist beispielhaft mehrreihig ausgebildet und weist
in zwei Reihen angeordnete, beispielhaft pinförmig ausgebildete erste bis dritte Kontaktelemente
350, 360, 355 auf, die in montiertem Zustand die Durchkontaktierung der vierten Kontakteinrichtung
231 durchgreifen und dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kopplermodul
65 und der Signalübertragungsplatte 15 erzielen. In Höhenrichtung ist die dritte Kontakteinrichtung
90 in etwa auf Höhe der ersten Datenkontakteinrichtung 290 angeordnet. Die dritte
Kontakteinrichtung 90 weist wenigstens ein erstes Kontaktelement 350, ein in Querrichtung
neben dem ersten Kontaktelement 350 angeordnetes zweites Kontaktelement 360 und wenigstens
ein drittes Kontaktelement 355 auf. Vorzugsweise weist, wie in Figur 8 gezeigt, die
dritte Kontakteinrichtung 90 zwei Reihen mit jeweils zwölf ersten bis dritten Kontaktelementen
350, 360, 355 auf. Dabei ist die Belegung beispielhaft und kann selbstverständlich
angepasst an den Anwendungsfall sein.
[0117] Ein erstes Kontaktelement 350 der dritten Kontakteinrichtung 90 ist in der Ausführungsform
elektrisch mit dem ersten Energieversorgungskontakt 325 verbunden. Der zweite Energieversorgungskontakt
330 ist elektrisch mit dem zweiten Kontaktelement 360 der dritten Kontakteinrichtung
90 verbunden. Der erste Datenkontakt 310 ist mit dem dritten Kontaktelement 355 datentechnisch
verbunden. Dabei sind, wie in der Ausführungsform gezeigt, sechs in Höhenrichtung
beabstandet zueinander angeordnete erste Datenkontakte 310 vorgesehen, wobei für jeden
ersten Datenkontakt 310 jeweils ein drittes Kontaktelement 355 an der dritten Kontakteinrichtung
90 vorgesehen ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass über das erste Kopplermodul
65 elektrische Energie zum Betrieb der Signalverarbeitungsmodule 75 in die Signalübertragungsplatte
15 eingespeist werden kann und Daten über die Signalübertragungsplatte 15 zwischen
dem ersten Kopplermodul 65 und den Signalverarbeitungsmodulen 75 ausgetauscht werden
können.
[0118] An der ersten Gehäuserückseite 295 ist versetzt zu der dritten Kontakteinrichtung
90 eine erste Aussparung 361 angeordnet, in der die Hutschiene 20 in montiertem Zustand
angeordnet ist. Die erste Aussparung 361 ist nutförmig ausgebildet und entspricht
in ihrer Erstreckung in x- und z-Richtung im Wesentlichen einer Erstreckung der Hutschiene
20.
[0119] Ferner ist an der ersten Gehäuserückseite 295 das erste Verbindungsmittel 95 angeordnet,
wobei das erste Verbindungsmittel 95 erste Haltefedern 365 aufweist, die beidseitig
an der Hutschiene anliegen, um das erste Gehäuse 85 an der Hutschiene zu befestigen.
Das erste Verbindungsmittel 95 weist ferner ein erstes Eingriffselement 370 auf, das
mittig in die Hutschiene eingreift und V-förmig ausgebildet ist. Dadurch ist das erste
Gehäuse 85 spielfrei an der Hutschiene 20 befestigt.
[0120] Figur 9 zeigt eine perspektivische Darstellung des in den Figuren 7 und 8 gezeigten
ersten Kopplermoduls 65.
[0121] An einer zu der ersten Gehäuseseitenfläche 115 gegenüberliegend angeordneten zweiten
Gehäuseseitenfläche 371, die parallel zur ersten Gehäuseseitenfläche 115 verläuft,
weist das erste Verbindungsmittel 95 einen ersten Drehknopf 386 auf, der drehbar um
eine erste Drehachse 387 gelagert ist. Der erste Drehknopf 386 ist zwischen einer
ersten Entriegelungsposition und einer ersten Verriegelungsposition verdrehbar, wobei
in montiertem Zustand des ersten Kopplermoduls 65 an der Hutschiene in der ersten
Entriegelungsposition des Drehknopfs 386 das erste Kopplermodul 65 von der Hutschiene
entfernbar ist und/oder aufsteckbar ist. In der ersten Verriegelungsposition hintergreift
der erste Drehknopf 386 die Hutschiene bereichsweise und verhindert ein Abziehen des
ersten Kopplermoduls 65 von der Hutschiene. Ferner wird ein ungewolltes Abfallen des
ersten Kopplermoduls 65 von der Hutschiene ebenso verhindert. Des Weiteren wird dadurch
eine zuverlässige Kontaktierung der vierten Kontakteinrichtung durch die dritte Kontakteinrichtung
sichergestellt.
[0122] Figur 10 zeigt eine perspektivische Darstellung des in Figur 5 gezeigten Steuermoduls
80.
[0123] Eine erste Steuergehäuseseitenfläche 375 des Steuergehäuses 240 ist im Wesentlichen
plan ausgebildet und ist im montierten Zustand des Steuermoduls 80 an der Hutschiene
20 im Wesentlichen senkrecht zur Plattenvorderseite 25 der Signalübertragungsplatte
15 ausgerichtet. Dabei liegt die erste Steuergehäuseseitenfläche 375 an der ersten
Gehäuseseitenfläche 115 des ersten Kopplermoduls oder dem Klemmenmodul 185 seitlich
an. An die erste Steuergehäuseseitenfläche 375 schließt sich an der Steuergehäusevorderseite
280 beispielhaft der Einspeiseanschluss 251 an.
[0124] Das Steuergehäuse 240 weist an der ersten Steuergehäuseseitenfläche 375 wenigstens
eine erste Nut 380 und eine in Höhenrichtung versetzt zu der ersten Nut 380 angeordnete
zweite Nut 385 auf. Zusätzlich kann eine dritte Nut 388 in der ersten Steuergehäuseseitenfläche
375 angeordnet sein, die parallel zu der ersten und/oder zweiten Nut 380, 385 verläuft.
Die erste bis dritte Nut 380, 385, 388 erstrecken sich im Wesentlichen von der Steuergehäusevorderseite
280 hin zu einer Steuergehäuserückseite 395. Das Steuermodul 80 weist einen in der
ersten Nut 380 angeordneten ersten Schlitzkontakt 400, einen in der zweiten Nut 385
angeordneten zweiten Schlitzkontakt 405 und einen in der dritten Nut 388 angeordneten
dritten Schlitzkontakt 406 auf.
[0125] Der Abstand der ersten und zweiten Nuten 380, 385 entspricht einem Abstand zwischen
dem ersten Energieversorgungskontakt 325 und dem zweiten Energieversorgungskontakt
330.
[0126] Greift der erste Energieversorgungskontakt 325 in den ersten Schlitzkontakt 400 ein,
kontaktiert dieser den ersten Schlitzkontakt 400. Ebenso kontaktiert in montiertem
Zustand des ersten Kopplermoduls oder des Klemmenmoduls 185 an der Hutschiene 20 der
zweite Energieversorgungskontakt 330 den zweiten Schlitzkontakt 405. Die ersten und
zweiten Schlitzkontakte 400, 405 sind elektrisch mit der Ausgangsseite des internen
Netzgeräts verbunden, sodass dadurch die elektrische Energieversorgung des Steuermoduls
80 und des Klemmenmoduls sichergestellt ist. Auch können der erste und zweite Einspeisekontakt
252, 253 direkt elektrisch mit dem ersten und zweiten Schlitzkontakt 400, 405 elektrisch
verbunden sein. Ferner wird das erste Kopplermodul durch den Eingriff der ersten und
zweiten Energieversorgungskontakte 325, 330 in die ersten und zweiten Schlitzkontakte
400, 405 elektrisch mit Energie versorgt.
[0127] Das Steuermodul 80 weist an der ersten Steuergehäuseseitenfläche 375 eine zweite
Datenkontakteinrichtung 410 auf, wobei die zweite Datenkontakteinrichtung 410 korrespondierend
zu der ersten Datenkontakteinrichtung des ersten Kopplermoduls ausgebildet ist. Die
zweite Datenkontakteinrichtung 410 weist korrespondierend zu der Anordnung und der
Anzahl von ersten Datenkontakten jeweils einen zweiten Datenkontakt 415 auf, wobei
in Querrichtung gegenüberliegend in montiertem Zustand am ersten Datenkontakt jeweils
der zweite Datenkontakt 415 anliegt und dadurch die erste Datenkontakteinrichtung
durch die zweite Datenkontakteinrichtung 410 kontaktiert ist. Der zweite Datenkontakt
415 kann beispielsweise eine Kontaktfeder aufweisen, die in Querrichtung beispielsweise
verschwenkbar ist. Dadurch wird ein zuverlässiger Kontakt des zweiten Datenkontakts
415 am ersten Datenkontakt sichergestellt.
[0128] Zur Befestigung in Querrichtung umgreift der Umgreifungsabschnitt 305 die Feder 390,
die sich nach außen weg erstreckt und oberseitig und unterseitig am Steuergehäuse
240 angeordnet bzw. ausgebildet ist.
[0129] Figur 11 zeigt eine perspektivische Darstellung mit Blickrichtung von hinten nach
vorne auf das in Figur 10 gezeigte Steuermodul 80.
[0130] Das dritte Verbindungsmittel 255 weist an der Steuergehäuserückseite 395 wenigstens
eine balkenfederartig ausgebildete zweite Haltefeder 420 auf, die seitlich angrenzend
an eine nutförmig ausgebildete zweite Aussparung 425 des Steuergehäuses 240 angeordnet
ist. Die zweite Haltefeder 420 hintergreift in montiertem Zustand des Steuermoduls
80 an der Hutschiene 20 die Hutschiene 20 und befestigt dadurch formschlüssig das
Steuergehäuse 240. Ferner kann in der zweiten Aussparung 425 ein V-förmig ausgestaltetes
zweites Eingriffselement 426 angeordnet sein, das in montiertem Zustand in die Hutschiene
20 eingreift.
[0131] Zusätzlich kann das dritte Verriegelungsmittel 255 einen zweiten Drehknopf 430 aufweisen,
der drehbar um eine zweite Drehachse 435 an einer zur ersten Steuergehäuseseitenfläche
375 gegenüberliegenden zweiten Steuergehäuseseitenfläche 440 angeordnet ist.
[0132] Figur 12 zeigt eine Seitenansicht auf das in Figur 5 gezeigte Steuerungssystem 10.
[0133] Die Funktion des zweiten Drehknopfs 430 entspricht der des ersten Drehknopfs 386,
sodass der zweite Drehknopf 430 eine zweite Entriegelungs- und eine zweite Verriegelungsposition
aufweist, wobei in der zweiten Entriegelungsposition das Steuermodul 80 auf die Hutschiene
20 aufsteckbar ist und in der zweiten Verriegelungsposition der zweite Drehknopf 430
die Hutschiene 20 bereichsweise hintergreift, sodass mittels des dritten Verbindungsmittels
eine zerstörungsfreie, lösbare Verbindung des Steuermoduls 80 an der Hutschiene 20
bereitgestellt werden kann.
[0134] Durch die in Querrichtung gegenüberliegende Anordnung der ersten und zweiten Drehknöpfe
386, 430 und die Kopplung des ersten Koppelmoduls, des Klemmenmoduls 185 und des Steuermoduls
80 in der Baugruppe kann eine stabile Befestigung der gesamten Baugruppe an der Hutschiene
20 und an der Signalübertragungsplatte 15 erzielt und sichergestellt werden. Ferner
wird eine gute Ausrichtung des Steuermoduls 80 und des ersten Koppelmoduls an der
Hutschiene 20 durch das erste und zweite Eingriffselement ermöglicht.
[0135] Figur 13 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung mit Blickrichtung von vorne
nach hinten auf das in den Figuren 10 bis 12 gezeigte Steuermodul 80.
[0136] Anschließend an die zweite Steuergehäuseseitenfläche 440 ist an der Steuergehäusevorderseite
280 der vierte Datenanschluss 250 angeordnet, der in der Ausführungsform beispielhaft
als RJ45-Buchse ausgebildet ist. Vorzugsweise sind mehrere in Höhenrichtung nebeneinander
angeordnete vierte Datenanschlüsse 250 vorgesehen, die beispielsweise dazu ausgebildet
sind, das Steuermodul 80 mit einem Netzwerk, beispielsweise einem Netzwerk, das nach
EtherCAT-Standard betrieben wird, zu verbinden.
[0137] Figur 14 zeigt das in Figur 5 gezeigte Steuerungssystem 10 in einem teilmontieren
Zustand nach einem dritten Verfahrensschritt.
[0138] In einem ersten Verfahrensschritt zur Montage des in Figur 5 gezeigten Steuerungssystems
10 wird die Signalübertragungsplatte 15 mit daran bereits befestigten ersten Kontakteinrichtungen
55 und der an der Signalübertragungsplatte 15 und der befestigten Hutschiene 20 bereitgestellt.
Ferner werden das Steuermodul 80, das erste Kopplermodul 65 und gegebenenfalls Signalverarbeitungsmodule
75 als Einzelmodule bereitgestellt.
[0139] In einem auf den ersten Verfahrensschritt folgenden zweiten Verfahrensschritt werden
die Signalverarbeitungsmodule 75 im zweiten Plattenbereich montiert, sodass die Signalverarbeitungsmodule
75 durch das Befestigungsmittel 92 formschlüssig mit der Signalübertragungsplatte
15 verbunden sind. Dabei kontaktieren die Signalverarbeitungsmodule 75 die zweite
Kontakteinrichtung 60, sodass die Signalverarbeitungsmodule 75 elektrisch über die
Signalübertragungsplatte 15 auch mit den ersten Kontakteinrichtungen 55 verbunden
sind.
[0140] In einem auf den zweiten Verfahrensschritt folgenden dritten Verfahrensschritt wird
das erste Kopplermodul 65 im ersten Plattenbereich montiert. Dabei wird das erste
Kopplermodul 65 parallel zu einer Montageachse 450, die parallel zur x-Achse verläuft
und senkrecht zur Plattenvorderseite 25 ausgerichtet ist, in einer ersten Montagebewegung
auf die Hutschiene 20 aufgesteckt. Dabei befindet sich der erste Drehknopf 386 in
der ersten Entriegelungsposition. Ferner wird die dritte Kontakteinrichtung 90 in
die vierte Kontakteinrichtung 231 beim Aufstecken des ersten Kopplermoduls 65 auf
die Hutschiene 20 eingesteckt. Durch die vierte Kontakteinrichtung 231 wird in Querrichtung
die Position des ersten Kopplermoduls 65 an der Hutschiene 20 festgelegt.
[0141] Nach Aufstecken des ersten Kopplermoduls 65 wird der erste Drehknopf 386 in die erste
Verriegelungsposition verdreht, sodass das das erste Kopplermodul 65 an der Hutschiene
20 gesichert ist.
[0142] Figur 15 zeigt eine perspektivische Darstellung des in Figur 5 gezeigten Steuerungssystems
10 in einem teilmontieren Zustand nach einem vierten Verfahrensschritt. Dabei wird
aus Übersichtlichkeitsgründen auf die Darstellung einiger Signalverarbeitungsmodule
75 und des ersten Kopplermoduls 65 verzichtet.
[0143] In einem auf den dritten Verfahrensschritt folgenden vierten Verfahrensschritt wird
das Steuermodul 80 parallel zur Montageachse 450 in einer zweiten Montagebewegung
auf die Hutschiene 20 aufgesteckt. Dabei greifen die ersten und zweiten Energieversorgungskontakte
325, 330 des ersten Kopplermoduls 65 in die ersten und zweiten Nuten 380, 385 des
Steuermoduls 80 ein, sodass in der Montagebewegung die ersten und zweiten Energieversorgungskontakte
325, 330 des ersten Kopplermoduls 65 durch die ersten und zweiten Nuten 380, 385 des
Steuermoduls 80 geführt werden und gleichzeitig die ersten und zweiten Energieversorgungskontakte
325, 330 des ersten Kopplermoduls 65 die ersten und zweiten Schlitzkontakte 400, 405
des Steuermoduls 80 kontaktieren. Ferner kontaktiert die erste Datenkontakteinrichtung
290 des ersten Kopplermoduls 65 die zweite Datenkontakteinrichtung 410 des Steuermoduls
80. Beim Aufstecken befindet sich der zweite Drehknopf 430 in der zweiten Entriegelungsposition.
Nach Aufstecken des Steuermoduls 80 auf die Hutschiene 20 wird der zweite Drehknopf
380 in die zweite Verriegelungsposition um die zweite Drehachse 435 verdreht, sodass
das Steuermodul 80 an der Hutschiene 20 gesichert ist. Ferner liegt rückseitig das
Steuergehäuse 240 an der Plattenvorderseite 25 an, sodass eine Momentenübertragung
vom Steuermodul 80 auf die Signalübertragungsplatte 15 reduziert ist. Dadurch kann
die Signalübertragungsplatte 15 in x-Richtung besonders dünn ausgebildet sein.
[0144] Durch die Kontaktierung der ersten und zweiten Energieversorgungskontakte 325, 330
des ersten Kopplermoduls 65 über die ersten und zweiten Schlitzkontakte 400, 405 des
Steuermoduls 80 wird eine zuverlässige Energieversorgung des ersten Kopplermoduls
65 bereitgestellt. Ferner kann auf den zusätzlichen Versorgungsanschluss 230, wie
er beispielsweise in Figur 1 gezeigt ist, verzichtet werden.
[0145] Die in Figuren 5 bis 15 beschriebene Ausgestaltung hat den Vorteil, dass ein besonders
kompaktes Steuerungssystem 10 mit einem als Hutschienen-PC ausgebildeten Steuermodul
80 bereitgestellt werden kann. Dadurch kann die Anzahl der an der Signalübertragungsplatte
15 angeordneten Module besonders gering gehalten werden, sodass zum einen der Bauraumbedarf
des Steuerungssystems 10 besonders kompakt ist und zum anderen die Anzahl der Montageschritte
gegenüber bekannten Steuerungssystemen reduziert ist.
[0146] Ferner kann mittels der dritten und vierten Kontakteinrichtung 90, 231 ein Datenaustausch
direkt über die als applikationsspezifische Leiterplatte ausgebildete Signalübertragungsplatte
15 mit den Signalverarbeitungsmodulen 75 erfolgen. Durch die direkte Ankopplung des
Steuermoduls 80 kann beispielsweise auf Verlängerungs(-koppel-)module verzichtet werden.
[0147] Figur 16 zeigt eine Vorderansicht auf ein Steuerungssystem 10 gemäß einer vierten
Ausführungsform.
[0148] Das Steuerungssystem 10 ist im Wesentlichen eine Kombination aus dem in Figur 5 gezeigten
Steuerungssystem mit den im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 erläuterten Klemmenmodulen
185, wobei die Klemmenmodule 185 in Querrichtung zwischen dem ersten Kopplermodul
65 und dem Steuermodul 80 angeordnet sind. Die Anzahl der Klemmenmodule 185 ist beispielhaft.
Ferner können die jeweiligen Feldanschlusskontakte 125, 130 dahingehend adaptiert
sein, dass Klemmenmodule 185 bereitgestellt werden, die nicht beispielsweise mittels
den Signalverarbeitungsmodulen 75 bereitgestellt werden können. Zur mechanischen Befestigung
greift die Feder 390 in den Umgreifungsabschnitt 305 ein. Dabei umgreift der Umgreifungsabschnitt
305 jeweils das nächstliegende Gehäuse des Steuermoduls 80.
[0149] An jedem Klemmenmodul 185 ist linksseitig die erste Datenkontakteinrichtung 310 und
rechtsseitig die zweite Datenkontakteinrichtung 410 angeordnet, sodass die Datenverbindung
durch das Klemmenmodul 185 durchgeschleift ist, um so eine Datenverbindung zwischen
Steuermodul 80 und dem ersten Kopplermodul 65 bereitzustellen. Ebenso sind am Klemmenmodul
185 linksseitig die Energieversorgungskontakte und rechtsseitig die Schlitzkontakte
angeordnet, sodass die Energieversorgung vom Steuermodul 80 zum ersten Kopplermodul
65 durch das Klemmenmodul 185 geschleift ist. Ferner wird das Klemmenmodul 185 mit
elektrischer Energie aus dem Steuermodul 80 versorgt.
[0150] Dadurch kann das Steuerungssystem 10 flexibel an das Automatisierungssystem angepasst
werden und bei Bedarf entsprechend mittels der Klemmenmodule 185 erweitert werden.
[0151] Zusätzlich kann der in den Figuren 1 bis 3 erläuterte Versorgungsanschluss 230 auf
der Signalübertragungsplatte 15 zur Versorgung der ersten Kontakteinrichtungen 55
und der Signalverarbeitungsmodule 75 angeordnet sein.
[0152] Des Weiteren ist gegenüber der in Figur 5 gezeigten Ausgestaltung des Steuerungssystem
10 die Anzahl der ersten Kontakteinrichtungen 55 erhöht, sodass eine größere Anzahl
von Feldgeräten an dem Steuerungssystem 10 angeschlossen werden können.
[0153] Die Signalübertragungsplatte 15 ist in Querrichtung breiter als in Figur 3 gezeigt
ausgebildet, sodass genügend Bauraum für eine verlängerte Hutschiene 20 auf der Signalübertragungsplatte
15 vorhanden ist. Dadurch kann eine besonders hohe Anzahl von Klemmenmodulen 185 zwischen
dem Steuermodul 80 und dem ersten Kopplermodul 65 angeordnet werden.
[0154] Figur 17 zeigt eine Vorderansicht auf ein Steuerungssystem 10 gemäß einer fünften
Ausführungsform.
[0155] Das Steuerungssystem 10 ist im Wesentlichen eine Kombination aus dem in Zusammenhang
mit Figur 5 erläuterten Steuerungssystem und dem in Zusammenhang mit den in den Figuren
1 bis 3 erläuterten Steuerungssystemen. Dabei ist auf der Hutschiene 20 das Steuermodul
80 anstatt des dritten Kopplermoduls befestigt, wobei rechtsseitig das in den Figuren
1 bis 3 erläuterte erste Kopplermodul 65 auf der Hutschiene 20 angeordnet ist. Das
erste Kopplermodul 65 entspricht dem in den Figuren 1 bis 3 erläuterten ersten Kopplermodul
65 und ist mittels des ersten Datenkabels 110 mit dem zweiten Kopplermodul 70 verbunden,
wobei das zweite Kopplermodul 70, wie in den Figuren 1 bis 3 erläutert, ausgebildet
und im zweiten Plattenbereich 35 angeordnet ist. Das erste Kopplermodul 65 ist datentechnisch
mit dem Steuermodul 80 verbunden und wird über das Netzgerät des Steuermoduls 80 versorgt.
[0156] Diese Ausgestaltung hat gegenüber der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausgestaltung
den Vorteil, dass auf die separate Anordnung des Steuermoduls 80 und die Verbindung
des Steuermoduls 80 über das zweite Datenkabel 220 verzichtet werden kann. Dadurch
kann das Steuerungssystem 10 besonders kompakt ausgebildet sein.
[0157] Durch die Anordnung des Steuermoduls 80 auf der Hutschiene 20 kann das Steuerungssystem
10 vorab getestet werden und zu einem späteren Zeitpunkt optimal als gesamte Einheit
in eine Montage des Automatisierungssystems eingebaut werden.
[0158] Zusammengefasst liegt gemäß einer Ausführungsform ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem
10 vor, bei dem nur das auf der Hutschiene 20 montierte erste Kopplermodul 65 an der
Gehäuserückseite 295 eine dritte Kontakteinrichtung 90 aufweist, die in montiertem
Zustand die Durchkontaktierung der vierten Kontakteinrichtung 231 auf der Signalübertragungsplatte
15 durchgreift und dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kopplermodul
65 und der Signalübertragungsplatte 15 erzielt, und bei dem das erste Kopplermodul
65 an einer ersten Gehäuseseitenfläche 115, die in montiertem Zustand senkrecht zu
einer Plattenvorderseite 25 der Signalübertragungsplatte angeordnet ist, eine erste
Datenkontakteinrichtung 290 und zumindest einen ersten und einen zweiten Energieversorgungskontakt
325, 330 aufweist, wohingegen alle weiteren auf der Hutschiene 20 montierten dritten
Kopplermodule 180, Klemmenmodule 185 und/oder Steuermodule 80 lediglich an zumindest
einer Ihrer Seitenflächen, die in montiertem Zustand senkrecht zu einer Plattenvorderseite
25 der Signalübertragungsplatte 15 angeordnet sind, erste und/oder zweite Datenkontakteinrichtungen
290, 410 und zumindest erste und zweite Schlitzkontakte 400, 405 aufweisen, wobei
im montierten Zustand eine elektrische Verbindung zur Datenübertragung zwischen allen
ersten und zweiten Datenkontakteinrichtungen 290, 410 und eine elektrische Verbindung
zur Energieübertragung zwischen allen ersten Energieversorgungskontakten 325 und allen
ersten Schlitzkontakten 400, bzw. eine elektrische Verbindung zur Energieübertragung
zwischen allen zweiten Energieversorgungskontakten 330 und allen zweiten Schlitzkontakten
405 besteht, wobei die dritten Kopplermodule 180, Klemmenmodule 185 und/oder Steuermodule
80 gegebenenfalls zu einer der Plattenvorderseite 25 der Signalübertragungsplatte
15 abgewandten Vorderseite weitere Feldanschlüsse 120, erste und zweite Feldkontakte
125, 130, erste bis fünfte Einspeisekontakte 252, 253, 254, 140, 155 und/oder zweite
bis vierte Datenanschlüsse 195, 200, 250 aufweisen, wohingegen die auf der Signalübertragungsplatte
15 angeordneten Signalverarbeitungsmodule 75 ausschließlich auf ihrer der Plattenvorderseite
25 der Signalübertragungsplatte 15 zugewandten Seite Kontakteinrichtungen aufweist,
die im montierten Zustand mit auf der Signalübertragungsplatte 15 angeordneten zweiten
Kontakteinrichtungen 60 eine elektrische Verbindung sowohl zur Datenübertragung als
auch zur Energieübertragung ausbilden.
Bezugszeichenliste
[0159]
- 10
- Steuerungssystem
- 15
- Signalübertragungsplatte
- 16
- Verbindungsschraube
- 17
- Leiterplatte
- 18
- Leiterplattenschicht
- 19
- Leiterbahnlage
- 20
- Hutschiene
- 25
- Plattenvorderseite
- 30
- erster Plattenbereich
- 35
- zweiter Plattenbereich
- 40
- dritter Plattenbereich
- 45
- Schraubverbindung
- 55
- erste Kontakteinrichtung
- 56
- erste Reihe
- 57
- untere Kante
- 60
- zweite Kontakteinrichtung
- 65
- erstes Kopplermodul
- 70
- zweites Kopplermodul
- 75
- Signalverarbeitungsmodul
- 80
- Steuermodul
- 85
- erstes Gehäuse
- 86
- Kodiereinrichtung
- 90
- dritte Kontakteinrichtung
- 91
- Durchgangsöffnung
- 92
- Befestigungsmittel
- 93
- zweite Reihe
- 95
- erstes Verbindungsmittel
- 100
- erste Gehäusevorderseite
- 105
- erster Stecker
- 110
- erstes Datenkabel
- 115
- erste Gehäuseseitenfläche
- 120
- Feldanschluss
- 125
- erster Feldkontakt
- 130
- zweiter Feldkontakt
- 135
- dritter Feldkontakt
- 140
- vierter Feldkontakt
- 145
- dritte Reihe
- 155
- fünfter Feldkontakt
- 160
- zweites Gehäuse
- 165
- erster Datenanschluss
- 170
- zweite Gehäusevorderseite
- 175
- zweiter Stecker
- 180
- drittes Kopplermodul
- 185
- Anschlussmodul
- 190
- drittes Gehäuse
- 195
- zweiter Datenanschluss
- 200
- dritter Datenanschluss
- 205
- zweites Verbindungsmittel
- 210
- dritte Gehäusevorderseite
- 215
- dritter Stecker
- 220
- zweites Datenkabel
- 230
- Versorgungsanschluss
- 231
- vierte Kontakteinrichtung
- 235
- obere Plattenkante
- 240
- Steuergehäuse
- 245
- Steuereinrichtung
- 250
- vierter Datenanschluss
- 251
- Einspeiseanschluss
- 252
- erster Einspeisekontakt
- 253
- zweiter Einspeisekontakt
- 254
- dritter Einspeisekontakt
- 255
- drittes Verbindungsmittel
- 260
- Recheneinrichtung
- 265
- Datenspeicher
- 270
- Schnittstelle
- 280
- Steuergehäusevorderseite
- 285
- Gehäuseoberseite
- 290
- erste Datenkontakteinrichtung
- 295
- Gehäuserückseite
- 300
- Gehäuseunterseite
- 305
- Umgreifungsabschnitt
- 310
- erster Datenkontakt
- 315
- Einbuchtung
- 320
- Dummy-Feldanschluss
- 325
- erster Energieversorgungskontakt
- 330
- zweiter Energieversorgungskontakt
- 335
- lange Seite
- 340
- Rahmen
- 350
- erstes Kontaktelement
- 355
- zweites Kontaktelement
- 360
- drittes Kontaktelement
- 365
- erste Haltefeder
- 370
- erstes Eingriffselement
- 371
- zweite Gehäuseseitenfläche
- 375
- erste Steuergehäuseseitenfläche
- 380
- erste Nut
- 385
- zweite Nut
- 386
- erster Drehknopf
- 387
- erste Drehachse
- 390
- Feder
- 395
- Steuergehäuserückseite
- 400
- erster Schlitzkontakt
- 405
- zweiter Schlitzkontakt
- 410
- zweite Datenkontakteinrichtung
- 415
- zweiter Datenkontakt
- 420
- zweite Haltefeder
- 425
- zweite Aussparung
- 426
- zweites Eingriffselement
- 430
- zweiter Drehknopf
- 435
- zweite Drehachse
- 440
- zweite Steuergehäuseseitenfläche
- 450
- Montageachse
1. Steuerungssystem (10) zur Steuerung eines Automatisierungssystems,
- aufweisend eine Signalübertragungsplatte (15), wenigstens eine erste Kontakteinrichtung
(55) und wenigstens eine zweite Kontakteinrichtung (60),
- wobei die erste Kontakteinrichtung (55) und die zweite Kontakteinrichtung (60) an
der Signalübertragungsplatte (15) versetzt zueinander angeordnet sind und die Signalübertragungsplatte
(15) die erste Kontakteinrichtung (55) mit der zweiten Kontakteinrichtung (60) zur
Übertragung zumindest von Daten elektrisch verbindet,
- wobei die zweite Kontakteinrichtung (60) ausgebildet ist, ein Signalverarbeitungsmodul
(75) oder ein zweites Kopplermodul (70) elektrisch zu kontaktieren,
- wobei die erste Kontakteinrichtung (55) mit einem Feldgerät elektrisch verbindbar
ist,
gekennzeichnet durch
- eine Hutschiene,
- wobei die Hutschiene (20) mechanisch an der Signalübertragungsplatte (15) befestigt
ist und an der Hutschiene (20) ein erstes Kopplermodul (65) mechanisch befestigbar
ist.
2. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 1,
- wobei die Signalübertragungsplatte (15) eine Leiterplatte (17) umfasst,
- wobei die Leiterplatte (17) wenigstens eine Leiterplattenschicht (18) mit einem
elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff,
aufweist
- wobei die Leiterplatte (17) wenigstens eine auf der Leiterplattenschicht (18) angeordnete
Leiterbahnlage (19) aus einem elektrisch leitfähigen Material aufweist,
- wobei die Leiterplattenschicht (18) ausgebildet ist, mechanische Kräfte aus der
Hutschiene (20) abzustützen und die Leiterbahnlage (19) ausgebildet ist, elektrisch
die erste Kontakteinrichtung (55) mit der zweiten Kontakteinrichtung (60) zu verbinden.
3. Steuerungssystem nach Anspruch 2,
- wobei die Leiterplatte (17) mehrere Leiterplattenschichten (18) aufweist,
- wobei zwischen den Leiterplattenschichten (18) jeweils eine Leiterbahnlage (19)
aus einem elektrisch leitfähigen Material angeordnet ist,
- wobei die Leiterbahnlage (19) und die Leiterplattenschichten (18) abwechselnd in
einem Stapel angeordnet sind.
4. Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- aufweisend das erste Kopplermodul (65) mit einem ersten Gehäuse (85), einer dritten
Kontakteinrichtung (90) und einem lösbaren ersten Verbindungsmittel (95),
- wobei an einer ersten Gehäuserückseite (295) des ersten Gehäuses (85) eine erste
Aussparung (361) angeordnet ist, in die die Hutschiene (20) eingreift,
- wobei das erste Verbindungsmittel (95) mit dem ersten Gehäuse (85) verbunden und
ausgebildet ist, zur zerstörungsfrei reversibel lösbaren Befestigung des Gehäuses
(85) an der Hutschiene (20) in die Hutschiene (20) einzugreifen,
- wobei die dritte Kontakteinrichtung (90) an dem ersten Gehäuse (85) angeordnet und
zur Datenübertragung ausgebildet ist.
5. Steuerungssystem nach Anspruch 4,
- wobei die dritte Kontakteinrichtung (90) an der ersten Gehäuserückseite (295) versetzt
in einer Richtung senkrecht zu einer Längserstreckung der ersten Aussparung (361)
zu dem ersten Verbindungsmittel (95) angeordnet ist.
6. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 4 oder 5,
- wobei das erste Kopplermodul (65) an einer ersten Gehäuseseitenfläche (115) des
ersten Gehäuses (85) eine erste Datenkontakteinrichtung (290) aufweist,
- wobei die erste Datenkontakteinrichtung (290) mit der dritten Kontakteinrichtung
(90) zur Datenübertragung gekoppelt ist.
7. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 6,
- wobei das Kopplermodul (65) an der ersten Gehäuseseitenfläche (115) wenigstens einen
ersten Energieversorgungskontakt (325) und wenigstens einen zweiten Energieversorgungskontakt
(330) aufweist,
- wobei der erste Energieversorgungskontakt (325) mit einem ersten Pol einer Gleichspannungsquelle
und der zweite Energieversorgungskontakt (330) mit einem zweiten Pol der Gleichspannungsquelle
direkt oder indirekt verbindbar ist,
- wobei der erste Energieversorgungskontakt (325) mit einem ersten Kontaktelement
(350) der dritten Kontakteinrichtung (90) und der zweite Energieversorgungskontakt
(330) mit einem zweiten Kontaktelement (360) der dritten Kontakteinrichtung (90) zur
Übertragung von Versorgungsenergie elektrisch verbunden sind.
8. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 7,
- wobei der erste Energieversorgungskontakt (325) und/oder der zweite Energieversorgungskontakt
(330) plattenförmig ausgebildet ist und über die erste Gehäuseseitenfläche (115) herausragt,
- wobei der erste Energieversorgungskontakt (325) und/oder der zweite Energieversorgungskontakt
(330) mit einer langen Seite senkrecht zur Gehäuserückseite (295) ausgerichtet ist,
und/oder
- wobei die dritte Kontakteinrichtung (90) wenigstens ein drittes Kontaktelement (355)
aufweist,
- wobei zur Datenübertragung das dritte Kontaktelement (355) mit der ersten Datenkontakteinrichtung
(290) gekoppelt sind.
9. Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- wobei die Signalübertragungsplatte (15) auf einer Plattenvorderseite (25) einen
ersten Plattenbereich (30), einen zweiten Plattenbereich (35) und einen dritten Plattenbereich
(40) aufweist,
- wobei die ersten bis dritten Plattenbereiche (30, 35, 40) aneinander angrenzend
angeordnet sind,
- wobei im ersten Plattenbereich (30) die Hutschiene (20) angeordnet ist,
- wobei im zweiten Plattenbereich (35) mehrere, vorzugsweise identisch zueinander
ausgebildete, zweite Kontakteinrichtungen (60) angeordnet sind und
- wobei im dritten Plattenbereich (40) mehrere erste Kontakteinrichtungen (55) angeordnet
sind, und/oder
- wobei das Steuerungssystem (10) eine an der Signalübertragungsplatte (15) angeordnete
vierte Kontakteinrichtung (231) aufweist,
- wobei die Signalübertragungsplatte (15) zumindest zur Datenübertragung die vierte
Kontakteinrichtung (231) mit der ersten Kontakteinrichtung (55) und/oder der zweiten
Kontakteinrichtung (60) elektrisch verbindet,
- wobei die vierte Kontakteinrichtung (231) benachbart zu der Hutschiene (20) auf
einer zur Hutschiene (20) zugewandten Plattenvorderseite (25) der Signalübertragungsplatte
(15) angeordnet ist,
- wobei die dritte Kontakteinrichtung (90) auf einer zur Signalübertragungsplatte
(15) zugewandten Gehäuserückseite des ersten Gehäuses (85) angeordnet ist und die
dritte Kontakteinrichtung (90) des ersten Kopplermoduls (65) die vierte Kontakteinrichtung
(231) elektrisch kontaktiert.
10. Steuerungssystem (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
- aufweisend das zweites Kopplermodul (70),
- wobei das zweite Kopplermodul (70) mittels eines Befestigungsmittels (92) mechanisch
mit der Signalübertragungsplatte (15) verbunden ist,
- wobei das zweite Kopplermodul (70) elektrisch mit der dritten Kontakteinrichtung
(90) des ersten Kopplermoduls (65) zur Datenübertragung, vorzugsweise mittels eines
Datenkabels (110), verbunden ist.
11. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 10,
- aufweisend einen an der Signalübertragungsplatte (15) angeordneten Energieversorgungsanschluss
(230),
- wobei die Signalübertragungsplatte (15) elektrisch den Energieversorgungsanschluss
(230) mit der zweiten Kontakteinrichtung (60) verbindet,
- wobei das zweite Kopplermodul (70) elektrisch die zweite Kontakteinrichtung (60)
zur Datenübertragung und zur Energieversorgung des zweiten Kopplermoduls (70) kontaktiert.
12. Steuerungssystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- aufweisend ein Steuermodul (80),
- wobei das Steuermodul (80) wenigstens eine Steuereinrichtung (245) zur Durchführung
eines Steuerverfahrens, ein die Steuereinrichtung (245) aufnehmendes Steuergehäuse
(240) und ein reversibel lösbares weiteres Verbindungsmittel (255) aufweist,
- wobei das Steuermodul (80) auf der Hutschiene (20) montiert ist,
- wobei das weitere Verbindungsmittel (255) mit dem Steuergehäuse (240) verbunden
und ausgebildet ist, die Hutschiene (20) zur zerstörungsfrei lösbaren Befestigung
des Steuergehäuses (240) an der Hutschiene (20) bereichsweise zu hintergreifen.
13. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 12,
- wobei das Steuergehäuse (240) an einer der ersten Gehäuseseitenfläche (115) des
ersten Gehäuses (85) zugewandten ersten Steuergehäuseseitenfläche (375) wenigstens
eine erste Nut (380) aufweist und das Steuermodul (80) wenigstens einen in der ersten
Nut (380) angeordneten Schlitzkontakt (400) aufweist,
- wobei die erste Nut (380) ausgebildet ist, den ersten Energieversorgungskontakt
(325) des ersten Kopplermoduls (65) in der Montagebewegung des ersten Kopplermoduls
(65) zu führen,
- wobei der erste Schlitzkontakt (400) den ersten Energieversorgungskontakt (325)
zur Energieversorgung des ersten Kopplermoduls (65) kontaktiert.
14. Steuerungssystem (10) nach Anspruch 13,
- wobei das Steuergehäuse (240) an der ersten Steuergehäuseseitenfläche (375) wenigstens
eine zur ersten Nut (380) versetzt angeordnete zweite Nut (385) aufweist,
- wobei vorzugsweise die erste Nut (380) und die zweite Nut (385) senkrecht zur Signalübertragungsplatte
(15) und in einem vordefinierten Abstand zueinander angeordnet sind,
- wobei der vordefinierte Abstand im Wesentlichen einem Abstand zwischen dem ersten
Energieversorgungskontakt (325) und dem zweiten Energieversorgungskontakt (330) entspricht,
und/oder
- wobei das Steuermodul (80) an der ersten Steuergehäuseseitenfläche (375) eine zweite
Datenkontakteinrichtung (410) aufweist,
- wobei die zweite Datenkontakteinrichtung (410) korrespondierend zu der ersten Datenkontakteinrichtung
(290) des ersten Kopplermoduls (65) ausgebildet und mit der ersten Datenkontakteinrichtung
(290) elektrisch zur Datenübertragung verbunden ist,
- wobei die zweite Datenkontakteinrichtung (410) elektrisch mit der Steuereinrichtung
(245) zur Verarbeitung von mittels der ersten und zweiten Datenkontakteinrichtungen
(290, 410) übertragbaren Daten verbunden ist,
und/oder
- wobei das Steuermodul (80) auf einer zur Signalübertragungsplatte (15) abgewandten
Steuergehäusevorderseite (280) des Steuergehäuses (240) wenigstens einen Einspeiseanschluss
(251) mit wenigstens einem ersten Einspeisekontakt (252) aufweist,
- wobei der erste Einspeisekontakt (252) mit einer Energieversorgung elektrisch verbindbar
ist,
- wobei der erste Schlitzkontakt (400) mit dem ersten Einspeisekontakt (252) elektrisch
verbunden ist.
15. Verfahren zur Montage eines Steuerungssystems (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
und Anspruch 4,
- wobei die Signalübertragungsplatte (15), das erste Kopplermodul (65) und das Steuermodul
(80) bereitgestellt werden,
- wobei das erste Kopplermodul (65) in einer ersten Montagebewegung vorzugsweise senkrecht
zur Signalübertragungsplatte (15) auf die Hutschiene (20) montiert wird und das erste
Verbindungsmittel (95) das erste Kopplermodul (65) formschlüssig mit der Hutschiene
(20) verbindet, wobei das Steuermodul (80) in einer zweiten Montagebewegung, vorzugsweise
senkrecht zur Signalübertragungsplatte (15), auf die Hutschiene (20) montiert wird
und das weitere Verbindungsmittel (255) das Steuergehäuse (240) mit der Hutschiene
(20) formschlüssig verbindet.
1. A control system (10) for controlling an automation system,
- comprising a signal-distribution board (15), at least a first contact device (55)
and at least a second contact device (60),
- wherein the first contact device (55) and the second contact device (60) are arranged
at an offset with regard to each other on the signal-distribution board (15) and the
signal-distribution board (15) electrically connects the first contact device (55)
to the second contact device (60) at least for transmitting data,
- wherein the second contact device (60) is embodied to electrically contact a signal-processing
module (75) or a second coupling module (70),
- wherein the first contact device (55) may be electrically connected to a field device,
characterized by
- a top-hat rail,
- wherein the top-hat rail (20) is mechanically fastened to the signal-distribution
board (15) and a first coupling module (65) may be mechanically fastened to the top-hat
rail (20).
2. The control system (10) according to claim 1,
- wherein the signal-distribution board (15) comprises a printed-circuit board (17),
- wherein the printed-circuit board (17) has at least one printed-circuit-board layer
(18) having an electrically insulating material, preferably made of a fiber-reinforced
plastic,
- wherein the printed-circuit board (17) comprises at least one conductor-path layer
(19) of an electrically conductive material arranged on the printed-circuit-board
layer (18),
- wherein the printed-circuit-board layer (18) is embodied to support mechanical forces
from the top-hat rail (20) and the conductor-path layer (19) is embodied to electrically
connect the first contact device (55) to the second contact device (60).
3. The control system according to claim 2,
- wherein the printed-circuit board (17) comprises a plurality of printed-circuit
board layers (18),
- wherein between each of the printed-circuit-board layers (18) a conductor-path layer
(19) made from an electrically conductive material is arranged,
- wherein the conductor-path layer (19) and the printed-circuit-board layers (18)
are alternatingly arranged in a stack.
4. The a control system (10) according to any one of the preceding claims,
- comprising the first coupling module (65) having a first housing (85), a third contact
device (90) and a detachable first connecting means (95),
- wherein a first recess (361) in which the top-hat rail (20) engages is arranged
on a first housing-rear face (295) of the first housing (85),
- wherein the first connecting means (95) is connected to the first housing (85) and
is embodied to engage in the top-hat rail (20) for non-destructively reversibly detachable
fastening of the housing (85) at the top-hat rail (20),
- wherein the third contact device (90) is arranged at the first housing (85) and
is embodied for transmitting data.
5. The control system according to claim 4,
- wherein the third contact device (90) is arranged on the first housing-rear face
(295) at an offset in a direction perpendicular to a longitudinal extension of the
first recess (361) with regard to the first connecting means (95) .
6. The control system (10) according to claim 4 or 5,
- wherein the first coupling module (65) comprises a first data-contact device (290)
at a first housing-side face (115) of the first housing (85),
- wherein the first data-contact device (290) is coupled to the third contact device
(90) for transmitting data.
7. The control system (10) according to claim 6,
- wherein the coupling module (65) comprises at least a first power-supply contact
(325) and at least a second power-supply contact (330) at the first housing-side face
(115),
- wherein the first power-supply contact (325) may be directly or indirectly connected
to a first pole of a DC-voltage source and the second power-supply contact (330) may
be directly or indirectly connected to a second pole of the DC-voltage source,
- wherein the first power-supply contact (325) is electrically connected to a first
contact element (350) of the third contact device (90) and the second power-supply
contact (330) is electrically connected to a second contact element (360) of the third
contact device (90) for transmitting supply power.
8. The control system (10) according to claim 7,
- wherein the first power-supply contact (325) and/or the second power-supply contact
(330) has a board-shaped embodiment and protrudes over the first housing-side face
(115),
- wherein the first power-supply contact (325) and/or the second power-supply contact
(330) is aligned with a long side perpendicular to the rear face (295) of the housing,
and/or
- wherein the third contact device (90) comprises at least one third contact element
(355),
- wherein the third contact element (355) is coupled to the first data-contact device
(290) for transmitting data.
9. The control system (10) according to one of the preceding claims,
- wherein the signal-distribution board (15) comprises a first board area (30), a
second board area (35) and a third board area (40) on a board-front side (25),
- wherein the first to third board areas (30, 35, 40) are arranged adjacent to one
another,
- wherein the top-hat rail (20) is arranged in the first board area (30),
- wherein a plurality of second contact devices (60), which are preferably embodied
identically to one another, are arranged in the second board region (35), and
- wherein a plurality of first contact devices (55) are arranged in the third board
region (40),
and/or
- wherein the control system (10) comprises a fourth contact device (231) arranged
at the signal-distribution board (15),
- wherein the signal-distribution board (15) electrically connects the fourth contact
device (231) to the first contact device (55) and/or to the second contact device
(60) at least for transmitting data,
- wherein the fourth contact device (231) is arranged adjacent to the top-hat rail
(20) on a board-front side (25) of the signal-distribution board (15) facing the top-hat
rail (20),
- wherein the third contact device (90) is arranged on a housing-rear face of the
first housing (85) facing the signal-distribution board (15) and the third contact
device (90) of the first coupling module (65) electrically contacts the fourth contact
device (231).
10. The control system (10) according to any one of claims 4 to 9,
- comprising the second coupling module (70),
- wherein the second coupling module (70) is mechanically connected to the signal-distribution
board (15) by means of a fastening means (92),
- wherein the second coupling module (70) is electrically connected to the third contact
device (90) of the first coupling module (65) for transmitting data, preferably by
means of a data cable (110).
11. The control system (10) according to claim 10,
- comprising a power-supply connection (230) arranged at the signal-distribution board
(15),
- wherein the signal-distribution board (15) electrically connects the power-supply
connection (230) to the second contact device (60),
- wherein the second coupling module (70) electrically contacts the second contact
device (60) for transmitting data and for supplying power to the second coupling module
(70) .
12. The control system (10) according to any of the preceding claims,
- comprising a control module (80),
- wherein the control module (80) comprises at least a control device (245) for carrying
out a control process, a control housing (240) accommodating the control device (245)
and a reversibly detachable further connecting means (255),
- wherein the control module (80) is mounted on the top-hat rail (20),
- wherein the further connecting means (255) is connected to the control housing (240)
and embodied to engage behind the top-hat rail (20) in regions for non-destructively
detachable fastening of the control housing (240) to the top-hat rail (20).
13. The control system (10) according to claim 12,
- wherein the control housing (240) comprises at least a first groove (380) at a first
control-housing-side face (375) facing the first housing-side face (115) of the first
housing (85) and the control module (80) has at least a slot contact (400) arranged
in the first groove (380),
- wherein the first groove (380) is adapted to guide the first power-supply contact
(325) of the first coupling module (65) in the mounting movement of the first coupling
module (65),
- wherein the first slot contact (400) contacts the first power-supply contact (325)
for supplying power to the first coupling module (65).
14. The control system (10) according to claim 13,
- wherein the control housing (240) comprises, on the first control-housing-side face
(375), at least a second groove (385) arranged at an offset with regard to the first
groove (380),
- wherein the first groove (380) and the second groove (385) are preferably arranged
perpendicularly to the signal-distribution board (15) and at a predefined distance
from each other,
- wherein the predefined distance essentially corresponds to a distance between the
first power-supply contact (325) and the second power-supply contact (330),
- and/or
- wherein the control module (80) has a second data-contact device (410) at the first
control-housing-side face (375),
- wherein the second data-contact device (410) is formed corresponding to the first
data-contact device (290) of the first coupling module (65) and is electrically connected
to the first data-contact device (290) for transmitting data,
- wherein the second data-contact device (410) is electrically connected to the control
device (245) for processing data which may be transmitted by means of the first and
second data-contact devices (290, 410), and/or
- wherein the control module (80) has at least one feed connection (251) with at least
one first feed contact (252) on a control housing-front face (280) of the control
housing (240) facing away from the signal-distribution board (15),
- wherein the first feed contact (252) may be electrically connected to a power supply,
- wherein the first slot contact (400) is electrically connected to the first feed
contact (252).
15. A method of mounting a control system (10) according to any one of the preceding claims
and claim 4,
- wherein the signal-distribution board (15), the first coupling module (65) and the
control module (80) are provided,
- wherein the first coupling module (65) is mounted on the top-hat rail (20) in a
first mounting movement preferably perpendicular to the signal-distribution board
(15), and the first connecting means (95) connects the first coupling module (65)
to the top-hat rail (20) in a form fit, wherein the control module (80) is mounted
on the top-hat rail (20) in a second mounting movement preferably perpendicular to
the signal-distribution board (15) and the further connecting means (255) connects
the control housing (240) to the top-hat rail (20) in a form fit.
1. Système de commande (10) permettant de commander un système d'automatisation,
- présentant une carte de transmission de signal (15), au moins un premier dispositif
de contact (55) et au moins un deuxième dispositif de contact (60),
- dans lequel le premier dispositif de contact (55) et le deuxième dispositif de contact
(60) sont disposés de manière décalée l'un par rapport à l'autre sur la carte de transmission
de signal (15), et la carte de transmission de signal (15) relie électriquement le
premier dispositif de contact (55) au deuxième dispositif de contact (60) pour transmettre
au moins des données,
- le deuxième dispositif de contact (60) étant réalisé pour entrer en contact électrique
avec un module de traitement de signal (75) ou un deuxième module de couplage (70),
- le premier dispositif de contact (55) pouvant être relié électriquement à un appareil
de terrain, caractérisé par
- un profilé chapeau,
- dans lequel le profilé chapeau (20) est fixé mécaniquement à la carte de transmission
de signal (15), et un premier module de couplage (65) peut être fixé mécaniquement
au profilé chapeau (20).
2. Système de commande (10) selon la revendication 1,
- la carte de transmission de signal (15) comprenant une carte de circuits imprimés
(17),
- la carte de circuits imprimés (17) présentant au moins une couche de carte de circuits
imprimés (18) d'un matériau électriquement isolant, de préférence en matière plastique
renforcée fibres,
- la carte de circuits imprimés (17) présentant au moins une couche de pistes conductives
(19) en matériau électriquement conducteur, disposée sur la couche de carte de circuits
imprimés (18),
- dans lequel la couche de carte de circuits imprimés (18) est réalisée pour supporter
des forces mécaniques provenant du profilé chapeau (20), et la couche de pistes conductives
(19) est réalisée pour relier électriquement le premier dispositif de contact (55)
au deuxième dispositif de contact (60).
3. Système de commande selon la revendication 2,
- dans lequel la carte de circuits imprimés (17) présente plusieurs couches de carte
de circuits imprimés (18),
- respectivement une couche de pistes conductives (19) en matériau électriquement
conducteur étant disposée entre les couches de carte de circuits imprimés (18),
- les couches de pistes conductives (19) et les couches de carte de circuits imprimés
(18) étant empilées en alternance.
4. Système de commande (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
- présentant le premier module de couplage (65) doté d'un premier boîtier (85), d'un
troisième dispositif de contact (90) et d'un premier moyen de liaison amovible (95),
- dans lequel, sur une première face arrière de boîtier (295) du premier boîtier (85),
un premier évidement (361) est disposé dans lequel le profilé chapeau (20) vient en
prise,
- le premier moyen de liaison (95) étant relié au premier boîtier (85) et étant réalisé
pour venir en prise dans le profilé chapeau (20) en vue de la fixation amovible et
réversible sans destruction du boîtier (85) au profilé chapeau (20),
- le troisième dispositif de contact (90) étant disposé sur le premier boîtier (85)
et étant réalisé pour la transmission de données.
5. Système de commande selon la revendication 4,
- dans lequel le troisième dispositif de contact (90) est disposé sur la première
face arrière de boîtier (295) de manière décalée dans une direction perpendiculaire
à une dimension longitudinale du premier évidement (361) par rapport au premier moyen
de liaison (95).
6. Système de commande (10) selon la revendication 4 ou 5,
- dans lequel le premier module de couplage (65) présente sur une première face latérale
de boîtier (115) du premier boîtier (85) un premier dispositif de contact de données
(290),
- le premier dispositif de contact de données (290) étant couplé au troisième dispositif
de contact (90) pour la transmission de données.
7. Système de commande (10) selon la revendication 6,
- dans lequel le module de couplage (65) présente sur la première face latérale de
boîtier (115) au moins un premier contact d'alimentation en énergie (325) et au moins
un deuxième contact d'alimentation en énergie (330),
- le premier contact d'alimentation en énergie (325) pouvant être relié directement
ou indirectement à un premier pôle d'une source de tension continue et le deuxième
contact d'alimentation en énergie (330) pouvant être relié directement ou indirectement
à un deuxième pôle de la source de tension continue,
- le premier contact d'alimentation en énergie (325) étant relié électriquement au
premier élément de contact (350) du troisième dispositif de contact (90), et le deuxième
contact d'alimentation en énergie (330) étant relié électriquement à un deuxième élément
de contact (360) du troisième dispositif de contact (90) pour la transmission d'énergie
d'alimentation.
8. Système de commande (10) selon la revendication 7,
- dans lequel le premier contact d'alimentation en énergie (325) et/ou le deuxième
contact d'alimentation en énergie (330) sont réalisés sous forme de plaquette et dépassent
de la première face latérale de boîtier (115),
- le premier contact d'alimentation en énergie (325) et/ou le deuxième contact d'alimentation
en énergie (330) étant orientés par un côté long perpendiculairement à la face arrière
de boîtier (295), et/ou
- le troisième dispositif de contact (90) présentant au moins un troisième élément
de contact (355),
- dans lequel, pour la transmission de données, le troisième élément de contact (355)
est couplé au premier dispositif de contact de données (290).
9. Système de commande (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
- dans lequel la carte de transmission de signal (15) présente sur une face avant
de carte (25) une première zone de carte (30), une deuxième zone de carte (35) et
une troisième zone de carte (40),
- les première à troisième zones de carte (30, 35, 40) étant disposées côte à côte,
- le profilé chapeau (20) étant disposé dans la première zone de carte (30),
- plusieurs deuxièmes dispositifs de contact (60), de préférence réalisés de manière
identique entre eux, étant disposés dans la deuxième zone de carte (35), et
- plusieurs premiers dispositifs de contact (55) étant disposés dans la troisième
zone de carte (40), et/ou
- le système de commande (10) présentant un quatrième dispositif de contact (231)
disposé sur la carte de transmission de signal (15),
- la carte de transmission de signal (15) reliant électriquement au moins pour la
transmission de données le quatrième dispositif de contact (231) au premier dispositif
de contact (55) et/ou au deuxième dispositif de contact (60),
- le quatrième dispositif de contact (231) étant disposé à côté du profilé chapeau
(20) sur une face avant de carte (25), orientée vers le profilé chapeau (20), de la
carte de transmission de signal (15),
- dans lequel le troisième dispositif de contact (90) est disposé sur une face arrière
de boîtier, tournée vers la carte de transmission de signal (15), du premier boîtier
(85), et le troisième dispositif de contact (90) du premier module de couplage (65)
entre en contact électrique avec le quatrième dispositif de contact (231).
10. Système de commande (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 9,
- présentant le deuxième module de couplage (70),
- le deuxième module de couplage (70) étant relié mécaniquement à la carte de transmission
de signal (15) à l'aide d'un moyen de fixation (92),
- le deuxième module de couplage (70) étant relié électriquement au troisième dispositif
de contact (90) du premier module de couplage (65) pour la transmission de données,
de préférence au moyen d'un câble de données (110).
11. Système de commande (10) selon la revendication 10,
- présentant une borne d'alimentation en énergie (230) disposée sur la carte de transmission
de signal (15),
- la carte de transmission de signal (15) reliant électriquement la borne d'alimentation
en énergie (230) au deuxième dispositif de contact (60),
- le deuxième module de couplage (70) entrant en contact électrique avec le deuxième
dispositif de contact (60) pour la transmission de données et pour l'alimentation
en énergie du deuxième module de couplage (70).
12. Système de commande (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes,
- présentant un module de commande (80),
- le module de commande (80) présentant au moins un dispositif de commande (245) pour
exécuter un procédé de commande, un boîtier de connecteur (240) recevant le dispositif
de commande (245), et un autre moyen de liaison (255) amovible de manière réversible,
- le module de commande (80) étant monté sur le profilé chapeau (20),
- l'autre moyen de liaison (255) étant relié au boîtier de commande (240) et étant
réalisé pour saisir par l'arrière par endroits le profilé chapeau (20) en vue d'une
fixation amovible sans destruction du boîtier de commande (240) au profilé chapeau
(20).
13. Système de commande (10) selon la revendication 12,
- dans lequel le boîtier de commande (240) présente sur une première face latérale
de boîtier de commande (375), tournée vers la première face latérale de boîtier (115)
du premier boîtier (85), au moins une première rainure (380), et le module de commande
(80) présente au moins un contact à fente (400) disposé dans la première rainure (380),
- la première rainure (380) étant réalisée pour guider le premier contact d'alimentation
en énergie (325) du premier module de couplage (65) lors du mouvement de montage du
premier module de couplage (65),
- le premier contact à fente (400) entrant en contact avec le premier contact d'alimentation
en énergie (325) pour l'alimentation en énergie du premier module de couplage (65).
14. Système de commande (10) selon la revendication 13,
- dans lequel le boîtier de commande (240) présente sur la première face latérale
de boîtier de commande (375) au moins une deuxième rainure (385) disposée de manière
décalée par rapport à la première rainure (380),
- la première rainure (380) et la deuxième rainure (385) étant de préférence disposées
perpendiculairement à la carte de transmission de signal (15) et à une distance prédéfinie
l'une par rapport à l'autre,
- la distance prédéfinie correspondant substantiellement à une distance entre le premier
contact d'alimentation en énergie (325) et le deuxième contact d'alimentation en énergie
(330), et/ou
- le module de commande (80) présentant un deuxième dispositif de contact de données
(410) sur la première face latérale de boîtier de commande (375),
- dans lequel le deuxième dispositif de contact de données (410) est réalisé de manière
correspondante au premier dispositif de contact de données (290) du premier module
de couplage (65) et est relié électriquement au premier dispositif de contact de données
(290) pour la transmission de données,
- le deuxième dispositif de contact de données (410) étant relié électriquement au
dispositif de commande (245) pour traiter des données transmissibles au moyen du premier
et du deuxième dispositif de contact de données (290, 410), et/ou
- le module de commande (80) présentant sur une face avant de boîtier de commande
(280), détournée de la carte de transmission de signal (15), du boîtier de commande
(240) au moins une borne d'arrivée (251) dotée d'au moins un premier contact d'arrivée
(252),
- le premier contact d'arrivée (252) pouvant être relié électriquement à une alimentation
en énergie,
- le premier contact à fente (400) étant relié électriquement au premier contact d'arrivée
(252).
15. Procédé de montage d'un système de commande (10) selon l'une quelconque des revendications
précédentes et selon la revendication 4,
- dans lequel la carte de transmission de signal (15), le premier module de couplage
(65) et le module de commande (80) sont fournis,
- le premier module de couplage (65) étant monté lors d'un premier mouvement de montage
de préférence perpendiculairement à la carte de transmission de signal (15) sur le
profilé chapeau (20), et le premier moyen de liaison (95) reliant le premier module
de couplage (65) au profilé chapeau (20) par complémentarité de forme, dans lequel,
lors d'un deuxième mouvement de montage, le module de commande (80) est monté, de
préférence perpendiculairement à la carte de transmission de signal (15), sur le profilé
chapeau (20), et l'autre moyen de liaison (255) relie le boîtier de commande (240)
au profilé chapeau (20) par complémentarité de forme.